2012/2013 - Dipartimento Biologia e Biotecnologie

Transcript

SCIENZE BIOLOGICHE
GUIDA DELLO STUDENTE
ANNO ACCADEMICO 2012/2013
INDICE
INTRODUZIONE......................................................................................................................................3
SITI WEB UTILI .....................................................................................................................................4
MAILING LIST DEGLI STUDENTI ..........................................................................................................4
IL CONSIGLIO DIDATTICO DI SCIENZE BIOLOGICHE ........................................................................5
ORDINAMENTI ATTIVI NELL'AA 2012-2013........................................................................................6
LAUREA TRIENNALE IN “SCIENZE BIOLOGICHE” .........................................................................6
LAUREA MAGISTRALE “BIOLOGIA SPERIMENTALE ED APPLICATA” ........................................7
LAUREA MAGISTRALE “MOLECULAR BIOLOGY AND GENETICS” ...........................................10
LAUREA MAGISTRALE “NEUROBIOLOGIA” .................................................................................10
IL PIANO DI STUDI ...............................................................................................................................12
LA TESI DI LAUREA .............................................................................................................................12
INDIRIZZI DEI DOCENTI ......................................................................................................................12
INSEGNAMENTI ...................................................................................................................................13
LAUREA TRIENNALE IN SCIENZE BIOLOGICHE ...........................................................................13
LAUREA MAGISTRALE “BIOLOGIA SPERIMENTALE ED APPLICATA” .......................................17
Curriculum “Bioanalisi”.............................................................................................................17
Curriculum “Biologia Ambientale e Biodiversità” .....................................................................18
Curriculum “Biologia Umana e Scienze Biomediche” ...............................................................20
LAUREA MAGISTRALE “MOLECULAR BIOLOGY AND GENETICS” ............................................22
LAUREA MAGISTRALE “NEUROBIOLOGIA” .................................................................................23
PROGRAMMA DEI CORSI ....................................................................................................................25
LAUREA TRIENNALE ......................................................................................................................27
LAUREA MAGISTRALE “BIOLOGIA SPERIMENTALE ED APPLICATA” .......................................39
Curriculum “BIOANALISI” ........................................................................................................39
Curriculum “BIOLOGIA AMBIENTALE E BIODIVERSITÀ”....................................................46
Curriculum “BIOLOGIA UMANA e SCIENZE BIOMEDICHE” ...............................................52
LAUREA MAGISTRALE “MOLECULAR BIOLOGY AND GENETICS” ............................................58
LAUREA MAGISTRALE “NEUROBIOLOGIA” ................................................................................64
FAQ.......................................................................................................................................................69
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INTRODUZIONE
Le Scienze Biologiche fanno parte della Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
(MMFFNN) e sono organizzate secondo il cosiddetto "3+2". Lo studente consegue in 3 anni la
"Laurea in Scienze Biologiche" (sinteticamente, LT) e, dopo altri due anni, la Laurea Magistrale
(sinteticamente, LM).
Sono attive 3 LM, per un insieme di 5 aree culturali/professionali:
1) Biologia Sperimentale ed Applicata, con tre curricula
- Biologia Ambientale e Biodiversità,
- Bioanalisi,
- Biologia Umana e Scienze Biomediche
2) Molecular Biology and Genetics (il corso è tenuto in lingua inglese)
3) Neurobiologia
Ulteriori informazioni sono reperibili nei siti web elencati nella pagina successiva
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SITI WEB UTILI
- www-1.unipv.it/webbio/scienzebiologiche/home.htm: sito di Scienze Biologiche
- scienze.unipv.it/: corsi, docenti, news della Facoltà di Scienze MMFFNN
- www.unipv.eu/site/home.html: sito dell'Università di Pavia, sito ufficiale per le informazioni di
natura burocratica
- i siti dei Dipartimenti (www.unipv.eu/on-line/Home/Ricerca/Dipartimenti.html), importanti per
avere informazioni sulle varie attività di ricerca
- il sito del Prof. Tanzi: www.unipv.it/webtanzi/
- i siti dei singoli docenti, importanti per avere informazioni sulle attività didattiche e di ricerca
MAILING LIST DEGLI STUDENTI
Esiste una mailing list degli studenti di Scienze Biologiche
[email protected]
Per iscriversi gli Studenti sono invitati ad inviare una mail a [email protected] con oggetto: ISCRIZIONE ML BIOLOGIA o a contattare i loro rappresentanti.
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IL CONSIGLIO DIDATTICO
DI SCIENZE BIOLOGICHE
Il Consiglio didattico è responsabile della organizzazione dei corsi di studio. E' costituito dai docenti che insegnano a Scienze Biologiche, dai rappresentanti degli studenti e da un rappresentante
del personale tecnico-amministrativo.
L’attuale Presidente del Consiglio didattico è la Prof.ssa Edda De Rossi,
Dipartimento Biologia e Biotecnologie, Laboratorio di Genetica e Microbiologia
e-mail: [email protected]
Gli indirizzi dei docenti sono reperibili sul sito dell'Università, sotto la voce Rubrica. Altre informazioni sono disponibili nel sito della Facoltà di Scienze MMFFNN, nei siti dei Dipartimenti e nei
siti dei singolo docenti.
Il rappresentante del personale tecnico-amministrativo è la Dott.ssa Livia Bertoni (Dipartimento
Biologia e Biotecnologie – Via Ferrata, 1; [email protected]).
I rappresentanti degli studenti sono:
Francesco Calderaro
[email protected]
Emanuela Pasi
[email protected]
Elena Botteon
[email protected]
Matteo Pedrazzoli
[email protected]
Martina Devoti
[email protected]
Stefania Gallo
[email protected]
Serena Manserra
non disponibile
Lorenzo Bina
[email protected]
Giovanni Micheloni
[email protected]
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ORDINAMENTI ATTIVI NELL'AA
2012-2013
Nell'a.a. 2012-2013 sono attivi i seguenti ordinamenti:
1) Una Laurea Triennale in Scienze Biologiche, nuovo ordinamento.
2) Tre Lauree Magistrali, nuovo ordinamento
LAUREA TRIENNALE IN “SCIENZE BIOLOGICHE”
(3 PERCORSI)
La Laurea triennale in Scienze Biologiche, nuovo ordinamento, prevede due anni ed un semestre
comuni a tutti gli studenti. Al III anno, lo studente potrà scegliere tra i seguenti tre percorsi
formativi:
- Percorso 1: Biologia ambientale e Biodiversità (coordinato dalla Prof.ssa Anna Occhipinti), nel
quale verranno approfonditi alcuni aspetti in ambito ecologico-ambientale.
- Percorso 2: Biologia umana e Scienze Biomediche (coordinato dal Prof. Franco Tanzi), nel
quale verranno approfonditi alcuni aspetti in ambito biomedico;
- Percorso 3: Scienze Biomolecolari e Genetiche (coordinato dalla Prof.ssa Elena Giulotto), nel
quale verranno approfonditi alcuni aspetti negli ambiti biomolecolare e genetico.
La laurea in Scienze Biologiche prevede un percorso formativo che consentirà ai laureati di
possedere un'adeguata conoscenza di base nei seguenti settori delle scienze biologiche:
- competenze matematiche, chimiche e fisiche, discipline di base per tutte le lauree scientifiche;
- competenze di biologia generale che consentano al laureato di avere una conoscenza ad ampio
spettro (dalla cellula ai grandi ecosistemi) del mondo biologico;
- competenze cellulari-molecolari, poichè è essenziale affiancare alla preparazione biologica
generale approfondite conoscenze dei meccanismi molecolari alla base del funzionamento degli
organismi viventi,
- competenze di biologia umana, al fine di rafforzare l'osmosi tra il mondo biologico, che studia
la vita nelle sue più varie manifestazioni, ed altri ambiti culturali più specificamente indirizzati allo
studio dell'uomo.
Gran parte dei corsi sono comuni a tutti gli Studenti, che potranno tuttavia approfondire le
proprie conoscenze all'interno dei percorsi ecologico-ambientale, biochimico-biomolecolare e
biomedico.
Il Corso di laurea di primo livello è soprattutto indicato al fine di proseguire gli studi nella
Laurea Magistrale.
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LAUREA MAGISTRALE
“BIOLOGIA SPERIMENTALE ED APPLICATA”
(3 PERCORSI)
Nell'ambito dell'offerta formativa della LM "Biologia Sperimentale ed Applicata", lo studente
potrà orientare il proprio percorso formativo nell'area ambientale, biomedica o bioanalitica.
Sinteticamente, sono infatti presenti tre curricula:
1) Curriculum Biologia ambientale ed Biodiversità (coordinato dalla Prof.ssa Anna
Occhipinti) : verrà privilegiata l'acquisizione di approfondite conoscenze relative alla biodiversità
degli ecosistemi, utilizzando un approccio dinamico-evolutivo. Questo pacchetto formativo,
essenzialmente costituito dalle discipline botaniche, zoologiche ed ecologiche, sarà integrato da
conoscenze specialistiche dedicate alle moderne tecniche molecolari applicate allo studio
dell'ambiente ed all'analisi statistica dei dati biologici.
2) Curriculum Biologia Umana e Scienze Biomediche (coordinato dal Prof. Franco Tanzi) :
verranno acquisite solide ed approfondite conoscenze di biologia cellulare e molecolare
accompagnate da conoscenze proprie dell'ambito medico, quali la Farmacologia, la Patologia
Generale e l'Immunologia, atte a favorire un'interazione attiva e consapevole con il mondo della
ricerca biomedica, clinica e farmaceutica.
La Residenza Universitaria Biomedica della Fondazione Collegio Universitario S. Caterina da
Siena bandisce posti annuali per studentesse e studenti di ogni provenienza che, avendo già
completato un percorso universitario triennale, intendano iscriversi all’Università di Pavia per
seguire con particolare impegno prioritariamente corsi di laurea, perfezionamento, master,
dottorato, specializzazione di indirizzo biomedico comunque denominati. L’iscrizione
all’Università di Pavia può essere perfezionata anche dopo l’assegnazione del posto.
Modalità di partecipazione e ulteriori informazioni sono reperibili nel bando.
3) Curriculum Bioanalisi (coordinato dalla Prof.ssa Ornella Pastoris): chi desiderasse
approfondire le proprie conoscenze al fine di ottenere un inserimento facilitato nel vasto mondo dei
laboratori di analisi biologiche in senso lato (analisi ospedaliere, ambientali indoor ed outdoor, dei
processi produttivi), approfondirà gli aspetti applicativi delle discipline molecolari e cellulari (quali
la Biochimica, la Genetica, la Microbiologia). Acquisirà poi le conoscenze teorico-pratiche
necessarie per lo svolgimento di analisi biochimiche, genetiche, microbiologiche, citologiche,
parassitologiche e tossicologiche, accompagnate dalla conoscenza delle problematiche connesse alle
normative in campo laboratoristico, sanitario e ambientale.
Indipendentemente dall'orientamento culturale e professionale del discente, l'attività formativa
tenderà a privilegiare la solidità delle conoscenze, piuttosto che la loro mole. L'attività connessa alla
preparazione della tesi di laurea costituirà un'importante fase del percorso formativo ed ad essa sarà
dedicato un cospicuo numero di crediti formativi.
Più dettagliatamente, i tre curricula sono così organizzati:
1) Percorso "Biologia Ambientale e Biodiversità"
Il curriculum "Biologia Ambientale e Biodiversità" prevede un moderno approccio alle
problematiche dei sistemi ecologici e ambientali affrontate con riferimento agli organismi viventi e
alle loro molteplici interazioni con le condizioni esterne, con particolare riguardo alle modifiche
introdotte dall'intervento antropico. Il curriculum si propone di formare laureati biologi che
desiderano operare in ambito ambientale. A tale scopo si vuole privilegiare l'acquisizione di solide e
approfondite conoscenze biologiche relative alla biodiversità degli ecosistemi, utilizzando un
approccio dinamico-evolutivo: è questo il principale obiettivo del corso di studi.
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Questo nucleo formativo, essenzialmente costituito dalle discipline, botaniche, zoologiche ed
ecologiche, sarà integrato da specialistiche, intese a consentire una integrazione tra i diversi livelli
di complessità del mondo vivente e a favorire una fattiva interazione con il mondo della ricerca
ambientale. Più specificamente, un notevole numero di CFU verrà dedicato alle moderne tecniche
molecolari di monitoraggio e conservazione della biodiversità e all'analisi statistica dei dati in
funzione della messa a punti di modelli predittivi e probabilistici.
L'approfondimento di ulteriori conoscenze a livello chimico, biochimico, genetico e fisiologico,
sarà attuabile attraverso la possibilità di scelta da parte dello studente di corsi opzionali,
selezionabili da un discreto ventaglio di discipline sia caratterizzanti che affini-integrative.
Una rilevante attività di laboratorio sarà connessa alle singole discipline, al fine di assicurare
competenze strumentali e metodologiche ad ampio spettro, senza per questo limitare la rilevanza
dell'internato di tesi, che resta un'attività di fondamentale importanza formativa.
Dal punto di vista generale si tenderà a privilegiare l'abilità di risolvere i problemi in modo
autonomo, l'acquisizione di una solida competenza professionale e la formazione di capacità di
giudizio critico.
2) Percorso: "Bioanalisi"
L'attivazione del curriculum in "Bioanalisi" è dettata dall'esigenza di creare una figura
professionale di elevato profilo che risponda alle richieste dei laboratori di analisi biologiche in
senso lato e delle industrie farmaceutiche, alimentari, cosmetiche, ecc. Il curriculum offre, pertanto,
una preparazione biologica orientata alla professionalità in ambiti produttivi e tecnologici dell'area
sanitaria, industriale e ambientale. Il percorso formativo prevede l'acquisizione di approfondite
conoscenze delle metodologie, degli strumenti analitici e delle tecniche di acquisizione e di analisi
dei dati per svolgere attività nei settori lavorativi in cui esse sono previste dalle normative di legge
vigenti.
Gli obbiettivi formativi specifici del curriculum sono:
- fornire allo studente una concreta conoscenza delle metodologie sperimentali e delle tecnologie
analitiche relative ai processi biologici;
- fornire le conoscenze teorico-pratiche necessarie per lo svolgimento di analisi biochimiche,
genetiche, microbiologiche, citologiche, parassitologiche e tossicologiche;
- indirizzare le conoscenze acquisite alle applicazioni nei campi della diagnostica di laboratorio,
del controllo qualità e dell'ambiente lavorativo;
- fornire la conoscenza delle normative in campo laboratoristico, sanitario e ambientale e delle
normative riguardanti la sicurezza e la prevenzione in campo alimentare, farmaceutico, cosmetico,
del lavoro, dell'ambiente e delle strutture sanitarie;
- favorire l'aggiornamento, la comunicazione e la divulgazione nei settori biosanitario,
ambientale e lavorativo;
- fornire la capacità di lavorare con ampia autonomia, anche assumendo responsabilità di progetti
e strutture;
- fornire la capacità di lavorare in gruppo con definiti gradi di autonomia;
- fornire le basi culturali per accedere a scuole di specializzazione biosanitarie riconosciute dal
Ministero della Salute necessarie per la carriera dirigenziale in ambito laboratoristico sia pubblico
che privato;
Alla luce degli obbiettivi formativi descritti, il curriculum prevede un congruo numero di CFU
nelle discipline che permettono di acquisire una conoscenza approfondita delle metodiche sia
sperimentali sia laboratoristiche nel campo della Biologia applicata. Tali conoscenze verranno
completate dall'acquisizione di aspetti normativi riguardanti sia la sicurezza che la prevenzione in
campo laboratoristico, sanitario ed ambientale nonché di elaborazione statistica dei dati.
Caratteristica peculiare del presente curriculum è il cospicuo numero di CFU riservato allo
svolgimento di tirocini formativi in laboratori esterni all'Università (aziende e strutture private e
della pubblica amministrazione). Ciò permetterà allo studente di inserirsi nel mondo del lavoro e,
contemporaneamente, di applicare le conoscenze teoriche a problematiche pratiche che si affrontano
nei laboratori di analisi biologiche. Anche al lavoro sperimentale da effettuarsi per la prova finale è
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stato assegnato un congruo numero di CFU e deve essere svolto in un laboratorio
esterno,preferibilmente diverso da quello in cui è stato effettuato il tirocinio, al fine di variare
ulteriormente ulteriormente la conoscenza non solo della realtà lavorativa ma anche degli approcci
metodologici e tecnici utilizzati.
3) Percorso: "Biologia Umana e Scienze Biomediche"
La ricerca biomedica è esplosa e rappresenta una ben definita ed importante realtà culturale, in
grado di fornire un insostituibile supporto alla diagnosi ed alla terapia medica. Tali successi
scientifici hanno poi ovviamente favorito lo sviluppo di attività professionali ed economiche di
notevole rilevanza. In accordo con tale realtà, viene proposto un percorso denominato "Biologia
umana e Scienze biomediche", specificatamente dedicata a coloro che intendono inserirsi nel mondo
biomedico (ricerca scientifica biomedica, laboratori biomedici applicativi di elevato livello
tecnologico, sperimentazione preclinica e clinica dei farmaci, informatori scientifici nelle aree della
farmacologia, della biologia cellulare e molecolare, e della strumentazione biomedica). A tale scopo
si è inteso privilegiare l'acquisizione di solide ed approfondite conoscenze biologiche, a livello
cellulare e molecolare: è questo il principale obiettivo del corso di studi. Questo nucleo formativo
viene poi integrato da conoscenze proprie dell'ambito medico, atte a consentire un'iniziale
integrazione tra conoscenze biologiche ed eziopatogenesi, ed a favorire un'interazione attiva e
consapevole con il mondo della ricerca clinica e farmaceutica. Più specificamente, un notevole
numero di CFU verrà dedicato alla Biochimica, alla Genetica, alla Biologia Molecolare ed alla
Fisiologia Cellulare e Molecolare, il nucleo formativo del percorso. Queste discipline sono poi
affiancate da altre, più marcatamente biomediche, quali la Farmacologia e la Patologia Generale. Un
rilevante numero di CFU è dedicato alle attività di laboratorio connesse alle singole discipline, al
fine di assicurare competenze strumentali e metodologiche ad ampio spettro. L'internato di tesi d
Laurea, infine, costituisce un'attività di fondamentale importanza formativa. Di fatto, il laureando
verrà inserito nel filone di ricerca del laboratorio prescelto, interagendo in modo continuo con il
tutor e partecipando direttamente e concretamente all'attività di ricerca del laboratorio.
La Residenza Universitaria Biomedica della Fondazione Collegio Universitario S. Caterina da
Siena bandisce posti annuali per studentesse e studenti di ogni provenienza che, avendo già
completato un percorso universitario triennale, intendano iscriversi all’Università di Pavia per
seguire con particolare impegno prioritariamente corsi di laurea, perfezionamento, master,
dottorato, specializzazione di indirizzo biomedico comunque denominati. L’iscrizione
all’Università di Pavia può essere perfezionata anche dopo l’assegnazione del posto.
Modalità di partecipazione e ulteriori informazioni sono reperibili nel bando.
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LAUREA MAGISTRALE
“MOLECULAR BIOLOGY AND GENETICS”
(IN LINGUA INGLESE)
I corsi della Laurea Magistrale Molecular Biology and Genetics si svolgeranno in lingua inglese.
L'obiettivo è quello di formare studenti in grado di competere nel mercato globale. In particolare, ci
si propone di facilitare lo svolgimento dell'attività di ricerca, la comprensione della letteratura
scientifica, gli scambi e le collaborazioni internazionali. L'istituzione di un corso di laurea in lingua
inglese ha inoltre lo scopo di attrarre studenti stranieri nell'ambito del processo di
nternazionalizzazione in atto nell'Ateneo.
La Laurea Magistrale Molecular Biology and Genetics intende fornire una formazione avanzata
incentrata sullo studio della biologia a livello molecolare. Saranno affrontati aspetti teorici e
metodologici relativi sia alla ricerca di base sia alla ricerca applicata, con particolare attenzione agli
sviluppi più recenti delle conoscenze in campo biomolecolare. Più specificamente, l'obiettivo di
questa laurea è la formazione di una figura di biologo che possieda specifiche competenze nella
biologia di base e nelle sue applicazioni, con particolare riguardo alle conoscenze di tipo molecolare
e genetico nonché ai sistemi cellulari. Per raggiungere gli obiettivi di professionalità indicati, si
ritiene che il percorso culturale debba essere caratterizzato da un'offerta formativa:
- indirizzata all'approfondimento delle scienze biomolecolari, con particolare riferimecomnto alla
biochimica, alla genetica, alla biologia molecolare (compresi gli sviluppi più recenti sui rapporti
delle strutture molecolari e submolecolari con le funzioni biologiche), ai progressi della genomica e
della proteomica e del loro impatto nello studio dei processi biologici fondamentali;
- di grande attualità e di indubbio interesse in relazione ai rapidi progressi nel campo dello studio
delle biomolecole, delle proprietà dei microrganismi (utili, patogeni e non patogeni), dei
meccanismi che determinano i processi di sviluppo e differenziamento degli organismi animali,
delle metodologie per la manipolazione mirata dei genomi a scopi conoscitivi, produttivi e
terapeutici
- caratterizzata da elevato numero di CFU dedicati all'attività di laboratorio che sarà strettamente
correlata sia con l'attività formativa sia con le attività di ricerca svolte dai docenti del corso.
LAUREA MAGISTRALE
“NEUROBIOLOGIA”
Il corso di laurea magistrale in Neurobiologia, coordinato dal Prof. Jacopo Magistretti, è
concepito per introdurre lo studente alle moderne conoscenze sulle basi biologiche delle molteplici
e complesse funzioni del tessuto nervoso, e del cervello in particolare. Questo ambito disciplinare, e
l'interesse che esso suscita, sono attualmente in impetuosa espansione, poiché si ispirano al
desiderio di comprendere a fondo processi di fondamentale importanza per l'uomo, come
l'esperienza percettiva, la vita di relazione, la coscienza ed il pensiero, e alla necessità di ridurre
l'impatto delle patologie che tali funzioni compromettono. Specificamente, il percorso formativo si
propone di fornire allo studente solide ed approfondite basi conoscitive sull'organizzazione
morfofunzionale del sistema nervoso, sui correlati cellulari e molecolari delle funzioni neurali e
sulle modalità secondo cui tali funzioni si realizzano a livello sistemico, in condizioni sia
fisiologiche sia patologiche. Obiettivo primario di tale percorso sarà quello di far emergere le
problematiche fondamentali dei moderni studi neuroscientifici (funzioni integrate, meccanismi
cellulari, substrati genetici e molecolari, basi neurobiologiche dei processi patologici) rimarcando
l'importanza degli approcci multidisciplinari per il progresso delle conoscenze su ciascuna di esse.
Inoltre, il corso intende mettere in luce le modalità secondo le quali la ricerca neurobiologica
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sperimentale e applicata viene condotta, le sue recenti tendenze e le tecnologie di cui essa si avvale;
e le applicazioni delle conoscenze e delle tecniche neurobiologiche in campo industriale,
biosanitario, bioinformatico.
Conformemente a tali finalità, l'offerta didattica prevede attività formative nei seguenti ambiti
fondamentali dell'indagine neurobiologica: 1) discipline neuromorfologiche e neurobiologia
cellulare e dello sviluppo; 2) discipline neurofisiologiche e neurocomportamentali ; 3) discipline
neurofarmacologiche; 4) discipline neurogenetico-molecolari ; 5) discipline neurologiche e
neuropatologiche.
In aggiunta ai classici cicli di lezioni frontali, gli obiettivi formativi verranno perseguiti
ricorrendo anche ai seguenti ulteriori strumenti: 1) attività di laboratorio obbligatorie associate ai
principali corsi; 2) esercitazioni svolte utilizzando strumenti informatici (ad es. modellizzazioni di
canali ionici, di singoli neuroni, di reti neurali); 3) dimostrazioni relative a tecniche diagnostiche e
d'indagine sperimentale presso gli IRCCS con cui sussistono collaborazioni (ad es., RMN, tecniche
di neurofisiopatologia clinica); 4) assegnazione, come oggetto di lettura monografica, di articoli di
ricerca originali da presentare e discutere successivamente in forma di journal club; 5) realizzazione
di cicli di seminari, da proporsi come attività a scelta, a cui verranno invitati come relatori
ricercatori di primo piano attivi in vari ambiti della ricerca neuroscientifica.
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IL PIANO DI STUDI
Ogni anno lo studente compila il piano di studi, che indica i corsi obbligatori ed i corsi opzionali
(se presenti). Il piano di studi si compila di norma per via telematica. I piani di studio del I e del II
anno della Laurea triennale non prevedono opzionalità ma devono ugualmente essere compilati
dallo studente.
LA TESI DI LAUREA
Per il conseguimento della laurea triennale, lo studente deve elaborare una succinta tesi (30
pagine al massimo), sotto la guida di uno o due docenti. L’elaborato è discusso in una seduta
pubblica di fronte ad una apposita commissione.
Il conseguimento della Laurea Magistrale prevede l'elaborazione di una tesi sperimentale sotto la
guida di uno o più docenti. L’elaborato è discusso in una seduta pubblica di fronte ad una apposita
commissione.
INDIRIZZI DEI DOCENTI
Gli indirizzi dei docenti sono reperibili sul sito dell'università, sotto la voce Rubrica. Altre
informazioni sono disponibili nel sito della facoltà di scienze mmffnn, nei siti dei dipartimenti e nei
siti dei singolo docenti.
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INSEGNAMENTI
I corsi di studio in SCIENZE BIOLOGICHE si articolano negli insegnamenti che vengono di
seguito riportati, suddivisi per anno, con i relativi docenti e Crediti Formativi Universitari o CFU (1
CFU corrisponde a circa 24 ore di attività).
LAUREA TRIENNALE IN SCIENZE BIOLOGICHE
Propedeuticità
- Matematica è propedeutica a Fisica
- Chimica Generale e Fisica sono propedeutici a Fisiologia Generale
- Chimica Generale e Chimica Organica sono propedeutici a Biochimica
- Genetica è propedeutica a Biologia Molecolare
- Biochimica è propedeutica a Fisiologia Vegetale
Primo Anno
INSEGNAMENTO
DOCENTE
CFU
SEM
Marco Biggiogera
5
Elda Scherini
4
Citologia e Istologia, corso B
Maria Grazie Bottone
9
I
Matematica, corso A
Boffi daniele
6
I
Matematica, corso B
Schimperna Giulio F.
6
I
Chimica generale e inorg., corso A
Nicolis Stefania
9
I
Poggi Antonio
9
I
Savino Elena
6
II
Del Frate Giuseppe
3
Savino Elena
6
Tosi Solveig
3
Zoologia, corso A
Bernocchi Graziella
9
II
Zoologia, corso B
Gasperi Giuliano
9
II
Chimica organica, corso A
Toma Lucio
6
II
Chimica organica, corso B
Fasani Elisa
6
II
Fisica, corso A
Macchiavello Chiara
9
II
Fisica, corso B
Giulotto Enrico
9
II
Citologia e Istologia, corso A
Chimica generale e inorg., corso B
Botanica, corso A
Botanica, corso B
I
II
p. 13
Secondo Anno
INSEGNAMENTO
DOCENTE
CFU
SEM
Torti Mauro
3
Balduini Cesare
6
Toselli Mauro
6
Biella Gerardo
3
Ecologia
Occhipinti Anna
9
I
Inglese
Supplenza
3
I
Genetica
Semino Ornella
9
II
Anatomia Comparata
Fenoglio Carla
6
II
Microbiologia
De Rossi Edda
9
II
Biometria e laboratorio
Gigli Francesca
6
II
Biochimica
Fisiologia generale
I
I
p. 14
Terzo anno
INSEGNAMENTO
DOCENTE
CFU
SEM
Insegnamenti e Attività comuni a tutti i curricula
Biologia molecolare
Giulotto Elena
9
I
Fisiologia vegetale
Nielsen Erik
9
I
Abilità informatiche
Corso on line
3
II
A scelta
12
II
Prova finale
6
II
Attività del Curriculum Biologia Ambientale e Biodiversità
Ecologia vegetale
Nola Paola
Rossi Grazi ano
3
Laboratorio di metodi e tecnologie per
l'ambiente
Violani Carlo
Assini Silvia
3
Ecologia applicata
Nardi Pierangelo
6
II
Zoologia applicata
Malacrida Anna
6
II
3
3
I
II
Attività del Curriculum Biologia Umana e Scienze Biomediche
Farmacologia
Villa Roberto
6
Laboratorio di Metodologie Cellulari
Mondello Chiara
Bottiroli Giovanni
3
Patologia generale
Bianchi Livia
6
II
3
I
I
Un insegnamento a scelta tra i 2 seguenti
Immunologia (suggerito a chi si iscriverà alla LM
Biologia Sperimentale ed Applicata, curricula
Bioanalisi o Biologia Umana e Scienze
Biomediche)
Cuccia Mariaclara
6
II
Elementi di Anatomia Umana (suggerito a chi si
iscriverà alla LM Neurobiologia)
Bertone Vittorio
6
II
Attività del Curriculum Scienze Biomolecolari e Genetiche
Biochimica II e laboratorio
Biologia molecolare II e laboratorio
Genetica II
Torti Mauro
Minetti Gianpaolo
6
Maga Giovanni
6
Nergadze Solomon
3
Raimondi Elena
6
3
II
I
II
p. 15
Attività formative consigliate per CFU a libera scelta :
ATTIVITÀ FORMATIVE
CFU
ANNO
SEM
Laboratorio di Patologia Vegetale
12
III
II
Laboratorio di Botanica
12
III
II
Laboratorio di Botanica Ambientale
12
III
II
Laboratorio di Fisiologia Vegetale
12
III
II
Laboratorio di Zoologia
12
III
II
Laboratorio di Anatomia Comparata e Citologia
12
III
II
Laboratorio di Ecologia
12
III
II
Laboratorio di Fisiologia
12
III
II
Laboratorio di Biochimica
12
III
II
Laboratoriodi Biologia Molecolare
12
III
II
Laboratorio di Farmacologia
12
III
II
Laboratorio di Genetica
12
III
II
Laboratorio di Microbiologia
12
III
II
Laboratorio di Patologia Generale
12
III
II
Laboratorio di Immunologia
12
III
II
Laboratorio di Parassitologia
12
III
II
Laboratorio di Matematica
12
III
II
Laboratorio di Chimica Generale
12
III
II
Laboratorio di Chimica Organica
12
III
II
Laboratorio di Fisica
12
III
II
Stage di Ecologia Applicata (solamente per il curriculum biologia ambientale e biodiversità): rivolgersi alla
Prof.ssa Occhipinti
p. 16
LAUREA MAGISTRALE
Curriculum “Bioanalisi”
Primo anno
INSEGNAMENTO
DOCENTE
CFU SEM.
Tecniche microscopiche e citochimiche
Biggiogera Marco
6
I
Laboratorio di statistica
Gigli Berzolari Francesca
6
I
Micologia e Parassitologia con tecniche di
laboratorio
Guglielminetti Maria
Sacchi Luciano
6
3
I
3
I e II
Internato per la tesi sperimentale
Metodologie e Analisi biochimico-cliniche
Seppi Claudio
9
II
Metodologie genetico-molecolari
Comincini Sergio
6
II
Analisi microbiologiche
De Rossi Edda
Pasca M. Rosalia
6
3
II
Due insegnamenti a scelta tra i tre seguenti:
Patolog. Clinica e tecniche immunologiche
Analisi tossicologiche
Igiene ambientale
Bianchi Livia
Capelli Enrica
Pastoris Ornella
Dossena Maurizia
Gallotti M. Cristina
Fonte Alberto
3
3
3
3
3
3
I
II
II
Secondo anno
INSEGNAMENTO
DOCENTE
CFU SEM.
Controllo e gestione qualità
Cavedoni Luciano
3
I
Legislazione e deontologia professionale
Pastoni Fiorenzo
3
I
Un insegnamento a scelta tra i 5 seguenti
Citopatologia
Nano Rosanna
6
I
Biochimica industriale
Valentini Giovanna
6
I
Alimentazione e dietetica
Rossi Paola
Marzatico Fulvio
Lambiase Simonetta
Peloso Gabriella
3
3
3
3
Scapolla Terenzio
6
II
A scelta
9
I
Tirocinio Formativo
12
I
Altre conoscenze
1
II
Prova finale
29
I e II
Metodologie forensi
Modelli matematici di fenomeni naturali
mutuato da LT in Scienze Geologiche
I
I
p. 17
Curriculum “Biologia Ambientale e Biodiversità”
Primo anno
INSEGNAMENTO
DOCENTE
CFU SEM.
Tecniche molecolari per la conservazione
della biodiversità
Gomulski Ludvik
3
Balestrazzi Alma
6
Ecologia del comportamento
Galeotti Paolo
6
Rossi Paola
3
Tanzi Franco
3
Fisiologia Ambientale
Internato per la tesi sperimentale
I
I
I
3
I e II
Un insegnamento a scelta tra i 3 seguenti:
Micologia Ambientale
Del Frate Giuseppe
6
I
Biologia delle popolazioni e comunità
Prigioni Claudio
6
I
Metodi di studio della biodiversità vegetale
Brusoni Maura
6
I
Occhipinti Anna
6
Torelli Alberto
6
Pasca Maria Rosalia
3
Guglielminetti Maria
3
Ecologia marina e delle acque interne
Microbiologia ambientale
A scelta
9
II
II
II
p. 18
Secondo anno
INSEGNAMENTO
DOCENTE
CFU
SEM.
I
Valutazione d'impatto e qualità ambientale
Malcevschi Sergio
Baldi Carlo
6
6
Analisi statistica e modellistica ambientale
Gigli Berzolari
Francesca
6
I
Ecotossicologia
Pastoris Ornella
6
II
Biologia Evoluzionistica
Galeotti Paolo
Gomulski Ludvik
3
3
II
Nielsen Erik
Picco Anna
3
3
II
Torroni Antonio
6
I
Sturini Michela
6
I
Formenti Daniele
Sacchi Luciano
6
6
I
II
Picco Anna Maria
6
II
Scapolla Terenzio
6
II
Altre conoscenze
1
II
Prova finale
35
II
Un insegnamento a scelta tra i 7 seguenti:
Environmental biochemistry of plants
Genetica della conservazione
mutuato da Scienze Naturali
Chimica analitica degli inquinanti
mutuato da Chimica Analitica dell'ambiente
Antropologia
Parassitologia ed associazioni simbiontiche
Patologia Vegetale
mutuato da LT in Scienze Geologiche
p. 19
Curriculum “Biologia Umana e Scienze Biomediche”
Primo anno
INSEGNAMENTO
DOCENTE
CFU SEM.
Biochimica Medica
Tira M. Enrica
Cosulich M. Elisabetta
6
3
I
Genetica Umana
Ranzani Guglielmina
9
I
Fisiologia Cellulare e Molecolare
Moccia Francesco
Tanzi Franco
Moccia Francesco
Guidetti Gianni
Raimondi Elena
6
3
2
2
2
Montecucco Alessandra
6
II
Biologia Cellulare e Laboratorio di Biol. Cell. Buceta Sande de Freitas I.
6
II
Farmacologia Cellulare
Villa Roberto F.
6
II
Patologia molecol. e Immunogenetica
Bianchi Livia
Cuccia Mariaclara
3
3
II
Laboratorio di tecniche molecolari
Biologia Molecolare della Cellula
I
I
Secondo anno
INSEGNAMENTO
DOCENTE
CFU SEM.
Tecniche microscopiche avanzate
Biggiogera Marco
6
I
Citogenetica e Laboratorio di Citogenetica
Raimondi Elena
6
I
Bioinformatica
Astolfi Paola
6
I
Un insegnamento a scelta tra i sette seguenti:
Biologia dello sviluppo
Garagna Silvia
6
I
Microbiologia Molecolare
mutuato da LM Biotecnologie Industriali
Riccardi Giovanna
6
II
Anatomia Umana
Bertone Vittorio
6
I
Radiobiologia
mutuato dalla LM in Scienze Fisiche
Ottolenghi Andrea
6
II
Parassitologia biomedica
Sacchi Luciano
6
I
Antropologia
Formenti Daniele
6
I
Scapolla Terenzio
6
A scelta
9
I
Altre conoscenze
1
II
Prova finale
29
II
p. 20
Curricula "Bioanalisi", "Biologia Ambientale e Biodiversità" e "Biologia Umana e Scienze
Biomediche"
Attività formative consigliate per CFU a libera scelta
ATTIVITÀ FORMATIVE
Laboratorio di Patologia Vegetale
Laboratorio di Botanica
Laboratorio di Botanica Ambientale
Laboratorio di Fisiologia Vegetale
Laboratorio di Ecologia
Laboratorio di Parassitologia
CFU ANNO SEM
9
II
I
9
II
I
9
II
I
9
II
I
9
II
I
9
II
I
9
II
I
9
II
I
9
II
I
9
II
I
9
II
I
9
II
I
9
II
I
9
II
I
9
II
I
9
II
I
p. 21
LAUREA MAGISTRALE
Primo anno
INSEGNAMENTI
DOCENTE
CFU
SEM
Methods in Biochemistry
Iadarola Paolo
9
I
Advanced Molecular Biology
Giulotto Elena
6
I
Astolfi Paola
3
Bione Silvia
3
Bioinformatics
Thesis
I
7
Structural Biology and Pharmacology
Mattevi Andrea
6
II
Microbial Genetics
Calvio Cinzia.
6
II
Human Molecular Genetics
Ranzani Guglielmina N.
6
II
Molecular Pharmacology
Peviani Marco
6
II
7
II
CFU
SEM
Thesis
Secondo anno
INSEGNAMENTI
DOCENTE
Cellular Biochemistry
Minetti Giampaolo
6
I
Developmental Biology
Redi Carlo Alberto
6
I
Cella Rino
3
Carbonera Daniela
3
Riccardi Giovanna
6
II
1
II
CFU
SEM
6
6
3
6
I
Molecular Entomology
Biggiogera Marco
Torti Mauro
Guidetti
Malacrida Anna
II
Environmental Biochemistry of Plants
Nielsen Erik
6
II
Molecular Genetics
Orioli Donata
6
II
Plant Molecular Biology and Biotechnology
Molecular Microbiology
Informatic skills
I
Attività formative consigliate per CFU a libera scelta (12 CFU)
INSEGNAMENTI
Advanced Microscopy
Biochemistry of Macromolecules
DOCENTE
I
p. 22
LAUREA MAGISTRALE
“NEUROBIOLOGIA”
Propedeuticità
Le propedeuticità dei corsi sono le seguenti:
il corso di Neurocitologia e neurochimica è propedeutico ai corsi di Neuroanatomia umana e
Neurofarmacologia molecolare;
il corso di Biofisica di membrana ed elettrofisiologia è propedeutico al corso di Neurofisiologia
cellulare;
i corsi di Neurofisiologia cellulare e Neuroanatomia umana sono propedeutici al corso di
Neurofisiologia dei sistemi integrati;
il corso di Neuroanatomia umana è propedeutico al corso di Neuropatologia;
il corso di Neurofarmacologia molecolare è propedeutico al corso di Neuropsicofarmacologia;
Primo anno
INSEGNAMENTO
DOCENTE
CFU SEM
Scherini Elda
6
Curti Daniela
6
Bernocchi Graziella
6
Bottone Maria Grazia
3
Biofisica di membrana ed elettrofisiologia
Toselli Mauro
9
I
Neuroanatomia umana
Bottone Maria Grazia
6
II
Magistretti Jacopo
6
Perin Paola
3
Curti Daniela
6
Neurocitologia e neurochimica
Neurogenesi e neuromorfologia comparata
Neurofisiologia cellulare
Neurofarmacologia molecolare
I
I
II
II
Secondo anno
INSEGNAMENTO
Neurofisiologia dei sistemi integrati
Neurogenetica e neuroimmunologia
Neuropatologia
DOCENTE
CFU SEM
Rossi Paola
6
D'Angelo Egidio
3
Comincini Sergio
5
Nano Rosanna
6
Ceroni Mauro
3
Blandini Fabio
3
A scelta
I
I
I
9
I
Neuropsicofarmacologia
Villa Roberto F.
6
II
Basi neurali del comportamento e neuropsicologia
Biella Gerardo
6
II
Altre conoscenze
1
II
Prova finale
21
II
p. 23
Attività formative eventualmente consigliate per CFU a libera scelta :
ATTIVITÀ FORMATIVE
CFU
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
ANNO
II
II
II
II
II
II
II
II
II
II
SEM
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
p. 24
PROGRAMMA DEI CORSI
p. 25
p. 26
I PROGRAMMI DEI CORSI SONO ANCHE REPERIBILI ON-LINE
NEL SITO DI FACOLTÀ scienze.unipv.it
LAUREA TRIENNALE
ANATOMIA COMPARATA
L’Anatomia Comparata studia la struttura anatomica e le cause che la determinano, concentrando
l’attenzione sul phylum dei Cordati e, in particolare, sul subphylum dei Vertebrati. Il corso si
propone di affrontare i seguenti aspetti: - analisi del piano organizzativo, origine e definizione dei
caratteri generali dei Vertebrati nonché alcuni aspetti della storia evolutiva di questi organismi; criteri che portano alla classificazione dei Vertebrati; - comprensione dei processi embriogenetici e
morfogenetici che “modellano” il corpo dei Vertebrati e del ruolo che essi svolgono negli eventi
evolutivi; - studio comparativo dei diversi sistemi e apparati con riferimenti ad aspetti istocitologici, evolutivi e funzionali, dedicando inoltre particolare attenzione alle condizioni ambientali
in cui si trovano gli organismi in studio.
BIOCHIMICA
LE CARATTERISTICHE GENERALI DEGLI ORGANISMI VIVENTI
L'ORGANIZZAZIONE CHIMICA DELLA MATERIA VIVENTE
I NUCLEOTIDI
Struttura e proprietà dei nucleotidi. Dinucleotidi e polinucleotidi. I nucleotidi come precursori degli
acidi nucleici. I nucleotidi come composti ad alta energia.
CARBOIDRATI
Monosaccaridi, omopolissacaridi ed eteropolissaccaridi. Proteoglicani e glicoproteine.
AMINOACIDI E PROTEINE
Struttura e proprietà chimico-fisiche degli aminoacidi. Il legame peptidico. Metodi di studio dei
peptidi e delle proteine. Struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine.
Elementi di struttura supersecondaria. Moduli proteici e proteine modulari.
PROTEINE STRUTTURALI: I COLLAGENI
Classificazione e struttura dei collageni. Biosintesi, secrezione ed organizzazione extracellulare dei
collageni.
PROTEINE FUNZIONALI: GLI ANTICORPI
Struttura e funzione delle immunoglobuline. Cenni sul sistema immunitario.
GLI ENZIMI
Caratteristiche generali, capacità catalitica, specificità. Vitamine e coenzimi. Struttura degli
enzimi:il sito attivo. Cinetica enzimatica: il modello di Michaelis-Menten, Km e Vmax. Inibizione
enzimatica. Meccanismo d'azione degli enzimi: catalisi per prossimità, acido-base, covalente.
Esempi di reazioni enzimatiche e di meccanismi catalitici. Regolazione enzimatica: enzimi
allosterici ed enzimi regolati covalentemente.
PROTEINE DI TRASPORTO DELL'OSSIGENO: EMOGLOBINA E MIOGLOBINA
Significato biologico. Struttura del gruppo eme e delle catene globiniche. L'emoglobina come
proteina allosterica. Effetto Bohr, Ruolo del 2,3-DPG. Trasporto della CO2.
BIOSINTESI DELLE PROTEINE
Il codice genetico e flusso dell'informazione. La sintesi proteica.
LIPIDI E MEMBRANE
Struttura molecolare e proprietà dei lipidi di riserva e di membrana. Caratteristiche dei lipidi di
membrana: fosfolipidi, sfingolipidi, glicolipidi e colesterolo. Organizzazione sovramolecolare dei
lipidi nelle membrane biologiche. Caratteristiche chimico-fisiche delle membrane. Le proteine di
p. 27
membrana: organizzazione strutturale. Le funzioni delle proteine di membrana: ricezione dei
segnali extracellulari e trasporto di molecole.
IL METABOLISMO ENERGETICO
Principi generali di bioenergetica. Significato dell'ATP. Le reazioni di ossidazione nel metabolismo
energetico. Organizzazione generale del metabolismo energetico.
METABOLISMO GLUCIDICO
Ingresso ed utilizzo del glucosio nelle diverse cellule dell'organismo. La glicolisi e la
gluconeogenesi: reazioni e meccanismo di controllo. Destini metabolici del piruvato: la
fermentazione lattica ed alcolica, la piruvato deidrogenasi. Cenni sul metabolismo del glicogeno e
sulla via del pentoso fosfato.
METABOLISMO LIPIDICO
Meccanismo di deposito e di mobilizzazione dei trigliceridi nel tessuto adiposo. β-ossidazione degli
acidi grassi. Sintesi dei corpi chetonici. Regolazione del catabolismo degli acidi grassi. Cenni sulla
biosintesi degli acidi grassi e dei trigliceridi
IL CICLO DELL'ACIDO CITRICO
Significato biologico. Reazioni caratteristiche e meccanismi di regolazione. Le reazioni
anaplerotiche. Il ciclo dell'acido citrico come fonte di precursori per le vie biosintetiche.
CATENA RESPIRATORIA E FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA
Il trasporto degli elettroni nella catena respiratoria: complessi di trasporto, coenzima Q e citocromi.
Sintesi di ATP: accoppiamento chimiosmotico ed ATP sintasi.
METABOLISMO DELLE PROTEINE
Aspetti generali dei processi di transaminazione degli aminoacidi e della sintesi dell'urea. Destino
dello scheletro carbonioso degli aminoacidi: aminoacidi glucogenici e aminoacidi chetogenici.
REGOLAZIONE DEL METABOLISMO
Integrazione delle vie metaboliche nelle singole cellule e nei diversi tessuti. Gli ormoni che
regolano il metabolismo: sintesi e meccanismo d'azione. I processi di traduzione del segnale e i
secondi messaggeri intracellulari
BIOCHIMICA II
Meccanismi di coordinamento metabolico
Integrazione del metabolismo. Caratteristiche metaboliche di fegato, muscolo, tessuto adiposo,
cervello. Adattamenti metabolici durante il ciclo nutrizione-digiuno.
Meccanismi di detossificazione
Metabolismo degli xenobiotici: il sistema del Citocromo P450. Meccanismi di coniugazione. Ruolo
biochimico del Glutatione. Metabolismo della bilirubina.
Smistamento e secrezione delle proteine
Trasporto delle proteine nel nucleo, nei mitocondri e nei perossisomi. La via secretoria. La
glicosilazione delle proteine: oligosaccaridi con legami O-glicosidici ed N-glicosidici. Trasporto
delle proteine nei lisosomi: ruolo del mannosio-6-fosfato. Meccanismi del traffico vescicolare:
vescicole rivestite di clatrina, COPI e COPII. Endocitosi mediata da recettori.
Biochimica del sistema vascolare
Il colesterolo. Metabolismo delle lipoproteine. L’aterosclerosi. L'emostasi: coagulazione, fibrinolisi,
meccanismi di controllo, ruolo delle piastrine e dell'endotelio. Meccanismi biochimici
dell'infiammazione e della fagocitosi.
BIOLOGIA MOLECOLARE
Struttura degli acidi nucleici.
Replicazione del DNA: meccanismo generale, proteine coinvolte nella replicazione dei procarioti
e degli eucarioti, origini, telomeri e telomerasi.
Tecniche del DNA ricombinante: endonucleasi di restrizione, clonazione molecolare (vettori,
librerie, esempi di strategie utilizzabili per la clonazione), sequenziamento del DNA, PCR,
mutagenesi sito-specifica.
p. 28
Trascrizione e regolazione dell’espressione genica nei batteri e negli eucarioti, fattori di
trascrizione, maturazione degli RNA messaggeri eucariotici, splicing alternativo, organizzazione
della cromatina ed espressione genica.
Danni al DNA, mutazioni e riparazione: rimozione diretta del danno, riparazione per escissione,
riparazione degli errori di appaiamento, riparazione delle rotture a doppio filamento, malattie
ereditarie dovute a difetti nei meccanismi di riparazione.
Ricombinazione omologa, sito-specifica, illegittima.
Trasposizione: trasposoni a DNA, retrotrasposoni, ruolo dei trasposoni nell’evoluzione.
Organizzazione dei genomi: dimensioni di diversi genomi e numero di geni, classificazione delle
sequenze genomiche in diversi organismi.
Biologia molecolare delle cellule tumorali: mutazioni e trasformazione tumorale, oncogèni,
meccanismi di attivazione degli oncogèni, geni oncosoppressori, tumori sporadici e tumori ereditari,
applicazioni della biologia molecolare alla prevenzione, diagnosi e cura dei tumori.
BIOLOGIA MOLECOLARE II
Il corso affronta lo studio delle macromolecole biologiche e della loro funzione in alcuni processi
biologici fondamentali.
La traduzione: struttura e funzione dei ribosomi
Sintesi proteica e meccanismi di folding in vivo ed in vitro, malattie del folding.
Degradazione delle proteine e ruolo cellulare; ubiquitina e proteosoma.
Malattie del folding.
Complessi macromolecolari e virus.
BIOMETRIA E LABORATORIO
Obiettivo del corso è far capire come si imposta un test statistico per la verifica di un’ipotesi
biologica e come se ne interpreta il risultato, partendo dal semplice test sulla media ed estendendo le
basi del ragionamento agli altri test sotto indicati. Gli argomenti teorici che seguono saranno
integrati da numerose esercitazioni pratiche:
statistica descrittiva: le variabili, i casi, la fonte dei dati e la loro organizzazione per l’elaborazione;
popolazione e campione; distribuzioni di frequenza e indici di posizione e di dispersione;
distribuzioni di probabilità Normale, Binomiale e di Poisson; distribuzioni di campionamento
necessarie ai test statistici sotto indicati.
statistica inferenziale: stima puntuale e per intervallo; verifica di ipotesi: ipotesi statistica, test
statistico e errore alpha di I tipo. Test statistico z e t di student sulla media di una popolazione e
criteri per la loro applicabilità.
Inoltre:
test t di student sulla differenza di due medie di campioni appaiati e indipendenti
errore di II tipo beta, potenza e protezione di un test statistico
analisi della varianza (disegno completamente randomizzato)
analisi di regressione e correlazione semplice per lo studio dell’associazione tra due variabili
quantitative
test del chi-quadrato per lo studio dell’associazione di due variabili qualitative e per la bontà di
adattamento.
BOTANICA, CORSI A e B
MODULO I. Sono date le informazioni di base sulla biologia dei vegetali e viene fornito un
quadro comparativo dei tipi di riproduzione e dei cicli metagenetici. Prima parte: il livello cellulare,
con particolare riferimento alla cellula vegetale, alla parete cellulare, ai plastidi e ai vacuoli.
Seconda parte: gradi della organizzazione morfologica dei vegetali. Morfologia e struttura delle
cormofite. Istologia ed anatomia dei loro organi vegetativi (radice, fusto, foglia). Struttura ed
evoluzione del fiore, del seme e del frutto. Tipi di riproduzione e cicli metagenetici. Autotrofia ed
eterotrofia. Terza parte: la diversità vegetale. Cenni di sistematica (aspetti storici rilevanti, la
speciazione, classificazione e studio della variabilità). Le alghe. L’emersione dall’acqua. Generalità,
p. 29
modalità di riproduzione, ecologia, cenni di sistematica relativi a: Briofite, Pteridofite e
Spermatofite. L'insegnamento è integrato da esercitazioni pratiche.
MODULO II. Vengono fornite le informazioni di base sulla biologia e sulla sistematica dei
funghi, con accenni anche ai vari aspetti applicativi della micologia. Peculiarità della cellula e del
metabolismo fungino. Organizzazione del tallo fungino, strutture riproduttive, cicli metagenetici e
loro significato evolutivo. Cenni di sistematica; nell’ambito delle divisioni Chytridiomycota,
Zygomycota, Glomeromycota, Ascomycota e Basidiomycota verranno considerati solo i taxa di
maggior interesse naturalistico e applicativo. Generalità su micologia industriale, micologia
ambientale, micologia umana, micologia veterinaria. Le micorrize. I licheni. L’insegnamento è
integrato da esercitazioni.
CHIMICA GENERALE ED INORGANICA, CORSI A e B
L’insegnamento ha lo scopo di fornire allo studente le conoscenze chimiche fondamentali
necessarie alla comprensione dell’aspetto chimico dei sistemi biologici. Gli argomenti fondamentali
del corso riguardano:
Struttura dell’atomo, orbitali atomici, configurazione elettronica, proprietà periodiche degli
elementi. Massa atomica e molecolare, mole.
Interazioni tra gli atomi: legame ionico e covalente, struttura e geometria delle molecole, orbitali
ibridi. Elettronegatività degli atomi, legami polarizzati, legame a idrogeno. Nomenclatura dei
composti ionici e covalenti, stati di ossidazione.
Interazioni tra molecole, stati di aggregazione. Solidi cristallini e amorfi; energia di reticolo. Gas:
equazione di stato dei gas, gas ideali e gas reali. Liquidi, equilibrio dinamico tra liquido e vapore.
Tensione di vapore e temperatura, ebollizione di un liquido. Passaggi da uno stato di aggregazione a
un altro, diagrammi di fase.
Soluzioni, concentrazione. Proprietà delle soluzioni, interazioni soluto-solvente, colloidi.
Reazioni chimiche: equazione di reazione, meccanismi ed energie in gioco in una reazione. Come
avvengono le reazioni: cinetica chimica, legge di velocità di una reazione, costante di velocità;
fattori che influenzano la velocità di una reazione. Catalisi: meccanismi di azione dei catalizzatori,
catalisi enzimatica.
Equilibrio chimico: reazioni reversibili, costante di equilibrio; reazioni spontanee e non spontanee.
Principio di Le Chatelier. Effetto sull’equilibrio delle variazioni di concentrazione, temperatura e
pressione.
Equilibri in soluzione acquosa: reazioni acido - base; modelli di Arrhenius, Brønsted-Lowry, Lewis.
Costanti di acidità e basicità, forza di acidi e basi. Misura dell’acidità, pH, soluzioni tampone.
Addotti acido-base di Lewis, composti di coordinazione.
Solubilità di sali e reazioni di precipitazione: prodotto di solubilità, effetto dello ione a comune,
dissoluzione di precipitati.
Reazioni di ossidazione e riduzione: ossidanti e riducenti. Semi-reazioni di ossidazione e riduzione.
Celle voltaiche: semicelle normali e potenziali di elettrodo; serie dei potenziali normali. Relazione
tra potenziale d’elettrodo e concentrazione dei reagenti, pile a concentrazione.
Scambi di energia nelle reazioni di equilibrio: variazione di energia libera. Relazione tra variazione
di energia libera e costante di equilibrio della reazione.
Gli argomenti esposti nelle lezioni sono verificati con esercitazioni numeriche in aula ed
esercitazioni pratiche in laboratorio.
CHIMICA ORGANICA, CORSI A e B
L'insegnamento ha lo scopo di fornire ai biologi le basi necessarie per la comprensione delle
strutture e della reattività dei composti organici, che successivamente incontreranno frequentemente
durante i loro studi. Sono richieste buone conoscenze di chimica generale. Sulla base della struttura
degli atomi e delle molecole, viene spiegato il chimismo delle principali classi di composti organici:
alcani, alcheni, alchini, alogenuri alchilici, alcoli, eteri, composti aromatici, aldeidi, chetoni,
ammine, acidi carbossilici e loro derivati. La reattività delle varie classi viene inquadrata mediante
lo studio di alcuni meccanismi di reazione illustrandone anche gli aspetti stereochimici. Vengono
p. 30
introdotti i polimeri organici e le reazioni di polimerizzazione. Vengono infine esaminate le
principali classi di biomolecole: carboidrati, amminoacidi e proteine, lipidi, acidi nucleici.
L'insegnamento è integrato da esercitazioni teoriche.
Testi consigliati:
W. H Brown. T. Poon - Introduzione alla Chimica Organica III - ed EdiSES
G. Russo, G. Catelani, L. Panza, P. Pedrini - Chimica Organica - Casa Editrice Ambrosiana
J. McMurry - Fondamenti di Chimica Organica – Zanichelli
H. Hart, L. E. Craine, D. J. Hart - Chimica Organica - Zanichelli
CITOLOGIA ED ISTOLOGIA, CORSI A e B
La cellula come unità fondamentale degli organismi viventi. I metodi di studio della cellula e dei
tessuti: tecniche microscopiche, citochimiche, biochimiche e molecolari; colture cellulari. La cellula
procariotica: organizzazione strutturale, dimensioni, divisione cellulare. Le cellule eucariotiche:
organuli e caratteristiche funzionali delle cellule animali e vegetali. La dinamica del ciclo cellulare
negli eucarioti: divisione nelle cellule somatiche e germinali. Struttura ed organizzazione del
materiale genetico. Cenni sui meccanismi di trasmissione ed evoluzione in cellule, individui e
popolazioni.
Proliferazione, differenziamento e morte delle popolazioni cellulari nei tessuti animali.
Interazioni fra cellule nel differenziamento e nella costituzione dei tessuti. Studio dei tessuti, con
particolare attenzione all'interpretazione morfo-funzionale, a livello microscopico ed
ultramicroscopico, dei costituenti cellulari. Il corso prevede un'ampia parte dedicata ad esercitazioni
individuali al microscopio, per il riconoscimento di preparati istologici.
ECOLOGIA
1. Introduzione: cos’è l'ecologia e di cosa si occupa. Rapporti con le altre scienze e sua
importanza per il progresso.
2. Adattamento ed evoluzione: selezione naturale ed ereditarietà.
3. L’ambiente fisico: clima; ambiente acquatico; ambiente terrestre; adattamenti degli organismi
animali e vegetali alle variazioni dei principali parametri ambientali.
4. Le popolazioni: proprietà, campionamento, crescita e regolazione intraspecifica.
5. Le interazioni fra specie: competizione interspecifica, predazione, parassitismo, mutualismo:
aspetti ecologici, evolutivi e quantitativi
6. Ecologia di comunità: struttura della comunità e fattori che la influenzano; dinamica delle
comunità. Fattori che influenzano la ricchezza in specie. Gli indici di diversità. Ecologia del
paesaggio.
7. Ecologia degli ecosistemi: energetica degli ecosistemi. Trasferimento di energia e ciclo della
materia negli ecosistemi. Produttività primaria e secondaria. Catene trofiche. Decomposizione;
cicli biogeochimici.
8. Ecologia e biogeografia: vari tipi di ecosistemi. Distribuzione della diversità biologica. Specie
aliene e problemi di conservazione della biodiversità.
9. Ecologia umana: sostenibilità e uso delle risorse. Cambiamenti globali.
10. Testo Consigliato: Smith & Smith: Elementi di Ecologia (Ediz. Italiana). Pearson Edizioni.
ECOLOGIA APPLICATA
Le nozioni di base dell’ecologia e loro applicazione alla conservazione della biodiversità e e alla
gestione delle risorse naturali.
L’atmosfera. Composizione dell’atmosfera e dinamiche dei suoi componenti. Effetti delle emissioni
naturali e delle attività antropiche. I principali fattori di inquinamento atmosferico, fonti di
emissione, meccanismi di diffusione, trasporto e deposizione. Il quadro normativo. Riscaldamento
globale, erosione dello strato di ozono, polveri, smog fotochimico, deposizioni acide,. Effetti sugli
organismi viventi. Biomonitoraggio della qualità dell’aria. Tecnologie di abbattimento degli
inquinanti atmosferici. L’inquinamento acustico e la sua mitigazione.
p. 31
La litosfera. I fattori ed i processi della pedogenesi. Le componenti del suolo, le caratteristiche
granulometriche, la capacità per l’aria e per l’acqua, L’humus, gli acidi umici e fulvici, la struttura
fisica del suolo. Fonti di degrado e di inquinamento del suolo. Il quadro normativo. Organismi
bioindicatori e bioaccumulatori di agenti inquinanti, recupero dei suoli contaminati.
L’idrosfera. Il ciclo idrologico. Principali caratteristiche fisico-chimiche delle acque continentali e
marine. L’inquinamento idrico, fonti e processi, effetti sulle biocenosi acquatiche. Il quadro
normativo.Tecnologie di depurazione delle acque reflue, la fitodepurazione. Valutazione e
biomonitoraggio della qualità delle acque superficiali.
La biosfera e la conservazione della biodiversità. Le convenzioni internazionali, il quadro normativo
comunitario e nazionale. Il sistema delle aree protette, i Parchi, i Siti di Importanza Comunitaria.La
pianificazione territoriale. La tutela degli habitat, le specie a rischio di estinzione, minacciate o
vulnerabili.Le strategie e gli interventi di conservazione delle specie. I piani di gestione faunistica.
Miglioramenti e ripristino della qualità ambientale.
ECOLOGIA VEGETALE
Il corso intende fornire agli studenti le informazioni necessarie allo studio dell’ecologia vegetale.
A tale scopo verranno illustrati i seguenti argomenti:
I fattori che influenzano la vita delle piante: luce, temperatura, acqua, vento, suolo, fattori biotici.
Adattamenti morfo-anatomici e fisiologici delle piante ai principali fattori ambientali
Areali di distribuzione delle specie (metodi di studio e di rappresentazione, espansioni e regressioni,
geoelementi, specie endemiche e specie minacciate di estinzione, fattori che influenzano la
dinamica degli areali)
Studio della flora e delle comunità vegetali: metodi di indagine, rappresentazione e analisi dei dati
Monitoraggio ambientale: tecniche di monitoraggio, ruolo delle specie indicatrici ed esempi di casi
di studio.
ELEMENTI DI ANATOMIA UMANA
Generalità: Tipi cellulari, tessuti, organi del corpo umano
Introduzione all'anatomia umana. Organizzazione strutturale del corpo umano (apparati) e
terminologia anatomica.
Sistema nervoso: embriogenesi e sviluppo; S. N. Centrale: encefalo e involucri, neuroni e fibre
nervose, midollo spinale con aspetti funzionali, vie motrici e sensitive; cenni S.N. Periferico: nervi
cranici e spinali; cenni S. N. Vegetativo
Apparato endocrino: ipotalamo, ipofisi, epifisi, tiroide, paratiroidi, ghiandole surrenali; Organi con
funzioni endocrine: Ovaie e Testicoli, Miocardio, Isole Pancreatiche (Langerhans), Rene, Timo,
Placenta, Fegato
Apparato digerente: Cavità orale e strutture annesse; localizzazione, morfologia e struttura di
esofago, stomaco, intestino, fegato e pancreas con caratterizzazione istologica e principi funzionali;
meccanismi di progressione e digestione del cibo
Apparato respiratorio: vie respiratorie (vie nasali, faringe, laringe, bronchi). i polmoni con
caratterizzazione istologica e principi funzionali, meccanica della respirazione (alveoli, pleure)
Apparato cardiovascolare: Generalità su grande e piccolo circolo. Il cuore (pericardio, miocardio ed
endocardio: morfologia, rapporti e struttura). Il sistema di conduzione. Struttura di arterie, vene,
capillari sanguigni; il sangue e gli elementi figurati; i sistemi portali; gli organi emopoietici ed
emocateretici.
Apparato linfatico ed organi linfopoietici: generalità
Apparato urinario: Generalità sulle vie urinifere. Morfologia e struttura del rene. Il nefrone: struttura
e aspetti funzionali.
Apparato genitale maschile: testicoli e ghiandole annesse; la spermatogenesi. Le vie genitali
maschili, genitali esterni
Apparato genitale femminile: le ovaie e l'ovogenesi, ciclo ovarico; utero e ciclo uterino. La placenta.
Le vie genitali femminili, genitali esterni
p. 32
Apparato scheletrico: struttura e formazione delle ossa; tipi di articolazioni; scheletro assile: cranio,
colonna vertebrale, coste e sterno; scheletro appendicolare: cinti e arti
Apparato tegumentale: cute, ghiandole cutanee, annessi cutanei
FARMACOLOGIA
Il programma del Corso riguarda lo studio dei princìpi che regolano gli effetti delle sostanze
farmacologiche sulla Biofase. Gli argomenti trattati intendono fornire le nozioni fondamentali
relative ai rapporti intercorrenti tra i farmaci ed i meccanismi molecolari del metabolismo cellulare,
anche in relazione allo sviluppo di nuove molecole dotate di proprietà farmacologiche.
Il programma comprende la trattazione dell'assorbimento, della distribuzione intra-organismica,
della metabolizzazione e della escrezione dei farmaci; vengono esaminati i meccanismi molecolari
dell'azione dei farmaci sulle cellule, i rapporti intercorrenti tra la struttura chimica e l'azione
farmacologica, le interazioni con i recettori cellulari, con i sistemi di trasduzione intra-cellulare e
con i vari tipi di neurotrasmettitori e di neuromodulatori, anche in funzione delle implicazioni
terapeutiche che ne derivano.
Le lezioni teoriche sono integrate da esercitazioni pratiche di Laboratorio sulle tecniche avanzate
di studio dell’azione dei farmaci sul Sistema Nervoso Centrale.
Testo consigliato:
Villa, R.F. & Gorini, A., Principi di Farmacologia, Edizioni La Goliardica Pavese
FISICA, CORSI A e B
MODULO I. Il corso si articola in lezioni, esercitazioni in aula ed esercitazioni di laboratorio.
Nelle lezioni vengono sviluppati i concetti fondamentali della fisica classica (meccanica, ottica,
termodinamica ed elettromagnetismo), con cenni alla fisica moderna. Vengono inoltre sviluppati
alcuni argomenti di interesse biofisico (centrifugazione, idrodinamica del sangue).
MODULO II. Nelle esercitazioni in aula vengono svolti semplici esercizi numerici riguardanti gli
argomenti presentati a lezione. Nelle esercitazioni di laboratorio gli studenti, divisi in gruppi,
svolgono tre esperimenti riguardanti la legge di Hooke, il microscopio e la legge di Ohm. Nel corso
delle esercitazioni di laboratorio vengono date alcune nozioni fondamentali di teoria dell'errore e
analisi dei dati sperimentali.
Agli studenti viene richiesta la conoscenza degli argomenti del corso di Matematica.
Testo consigliato: F. Borsa, S. Altieri, Lezioni di Fisica con Laboratorio, La Goliardica Pavese
(2003), ISBN 88 – 7830 – 364 - X
FISIOLOGIA GENERALE
Elementi di fisiologia cellulare. Struttura e funzioni della membrana plasmatica. Meccanismi di
trasporto passivi e attivi. I canali ionici. Principi generali di trasduzione di segnali attraverso la
cellula.
Basi ioniche del potenziale d’azione e delle sue proprieta’. Trasmissione sinaptica. I
neurotrasmettitori. Motilita’ cellulare e contrazione muscolare. Recettori sensoriali. Le azioni
nervose riflesse. Controllo del movimento e della postura. La sensibilità generale e le vie di senso.
Le funzioni della corteccia cerebrale.
L’attività elettrica e meccanica del cuore. Controllo della forza e della frequenza di contrazione del
cuore. Principi di emodinamica. Meccanismi di controllo della pressione arteriosa e della gettata
cardiaca.
Elementi di fisiologia del sistema respiratorio. Meccanica respiratoria. Volumi e capacità
polmonari. Scambi gassosi. Equilibrio acido-base. Controllo del sistema respiratorio.
Elementi di fisiologia del sistema renale. Filtrazione glomerulare. Meccanismo di scambio in contro
corrente. Equilibrio acido-base. Controllo del sistema renale.
Ulteriori informazioni relative al corso sono disponibili al sito del Prof. Toselli: http://www1.unipv.it/tslmra22/.
p. 33
FISIOLOGIA VEGETALE
Peculiarità della cellula vegetale. Trasporto di piccole molecole, equazione di Nernst, forza
protonmotiva. ATPasi, trasportatori e canali di membrana. Eventi primari della fotosintesi: modalità
di cattura della luce e sua trasformazione in energia chimica. Fotofosforilazione. Organizzazione
della membrana fotosintetica.
Organicazione della CO2. Ciclo di Calvin (ciclo PCR). RuBisCO. Controllo del ciclo PCR.
Fotorespirazione. Piante C4. Piante CAM. Prodotti primari della fotosintesi. Trasporto floematico.
Trasporto xilematico. Semiautonomia genetica del cloroplasto. DNA plastidico. Biogenesi dei
plastidi. Peculiarità del metabolismo respiratorio dei vegetali. Riduzione ed organicazione
dell'azoto. Piante transgeniche. Fitocromo e fotomorfogenesi. Altri fotorecettori. Fitoormoni e
trasduzione del segnale.
GENETICA
Genetica Formale Introduzione alla Genetica. Regole di calcolo della probabilità. Probabilità a
priori e frequenza. Probabilità composta: eventi dipendenti e indipendenti. Teoria del
campionamento. Test del χ2. Gli esperimenti di Mendel. Reincrocio. Loci e alleli. Genotipo e
Fenotipo. Linee pure per uno o più caratteri. Trasmissione dei caratteri in incroci successivi: P, F1 e
F2. Elementi di genetica mendeliana nell’uomo. Alleli multipli. Rapporto tra gli alleli: dominanza
completa e incompleta, recessività, codominanza. Interazione tra geni: geni complementari, epistasi.
Geni letali. Espressione genica ed ambiente. I concetti di penetranza ed espressività. Effetti
dell’ambiente. Il concetto di fenocopia. Teoria cromosomica dell’ereditarietà. Cromosomi sessuali
ed associazione con il sesso. Gli esperimenti di Morgan e Bridges. Trasmissione di caratteri
associati al cromosoma X: esempi di alcuni fenotipi e patologie, frequenze geniche e frequenze dei
portatori. Trasmissione di caratteri del DNA mitocondriale e del DNA cloroplastico. La
variegazione e la segregazione replicativa. Trasmissione autosomica dominante e recessiva: esempi
di alcuni fenotipi e patologie, frequenze geniche e frequenze dei portatori. Conseguenze della
consanguineità. Alberi genealogici. Pleiotropia. Mosaicismo somatico e germinale. La segregazione
dei caratteri nell’ibrido: indipendenza e associazione. Gli esperimenti di Morgan e Bridges che
provano l’Associazione e la Ricombinazione. Costruzione di mappe genetiche. Incrocio a tre punti.
Distanze di mappa. Ricombinazione mitotica. Il caso del retinoblastoma. Analisi genetica nei
batteri. Coniugazione: il fattore sessuale F, ceppi ad alta frequenza di ricombinazione, l’uso della
coniugazione e dell’incrocio interrotto per mappare i geni batterici. Eredità Cenni sui fattori di
resistenza agli antibiotici. Trasformazione: mappatura dei geni batterici per trasformazione.
Trasduzione: mappatura dei geni batterici per trasduzione. Mappatura dei geni nei batteriofagi:
analisi della struttura fine di un gene, mappatura per delezione. Definizione dell’unità di funzione
mediante complementazione.
Genetica molecolare - Il DNA è il materiale genetico: gli esperimenti di Griffith, AveryMacLeod-McCarty, Hershey-Chase. Proprietà chimico fisiche e componenti degli acidi nucleici
(RNA e DNA). Le regole di Chargaff e le prove sperimentali che portarono al modello della doppia
elica di Watson e Crick. La doppia elica di DNA, caratteristiche e proprietà biologiche.
Organizzazione del materiale genetico: il concetto di genoma e le differenze principali tra genomi
procariotici ed eucariotici. Cromatina e cromosomi. DNA a sequenza unica e DNA ripetitivi.
Eterocromatina, centromeri e telomeri. La replicazione del materiale genetico. Le prove a sostegno
del modello semiconservativo: esperimento di Meselson-Stahl. Il meccanismo base della
replicazione e il problema delle estremità dei DNA lineari. La funzione dei geni. Geni e vie
metaboliche. Beadle e Tatum e l’ipotesi “un gene, una catena polipeptidica”. Genetica “biochimica”
del gruppo sanguigno ABO. Malattie e alterazione della funzione genica (Garrod e la
fenilchetonuria, l’anemia falciforme e la fibrosi cistica). L’espressione dei geni: meccanismo e
segnali base della trascrizione. I diversi tipi di RNA cellulari. Le differenze tra procarioti ed
eucarioti nella trascrizione. Il processamento degli RNA e la maturazione degli mRNA. Il flusso
dell’informazione genetica: colinearità tra messaggio genetico e catena polipeptidica. Il codice
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genetico. Dimostrazione genetica che il codice è a triplette e gli esperimenti che portarono alla
decifrazione del codice. Caratteristiche del codice. Il ruolo dei tRNA. Il vacillamento (wobble).
Meccanismo della sintesi proteica. Mutazione geniche: basi molecolari e conseguenze a livello del
prodotto genico.
Citogenetica - I cromosomi eucariotici. Ciclo cellulare. Mitosi e Meiosi. Il cariotipo umano e di
Drosophila: criteri di classificazione. Non-disgiunzione. Mappatura dei cromosomi umani mediante
ibridi di cellule somatiche. Mutazioni cromosomiche di numero e di struttura (delezioni,
duplicazioni, inversioni e traslocazioni), conseguenze alla meiosi. Traslocazione Robertsoniana.
Effetti genetici delle aberrazioni cromosomiche. Esempi dalla patologia cromosomica umana: la
sindrome di Down, la Sindrome di Turner, la sindrome di Klinefelter. Monoploidia e poliploidia:
conseguenze in organismi animali e vegetali.
Regolazione genica – Il modello dell’operone nei batteri – sistemi inducibili e reprimibili – La
regolazione positiva – L’inibizione da retroazione – Cenni sulla regolazione dell’espressione genica
negli organismi superiori: controllo a livello della trascrizione, controlli post trascrizionali, controlli
a livello della traduzione – L’origine delle famiglie geniche con particolare riferimento ai clusters
alfa e beta globinici. Pseudogeni - Eucromatina ed eterocromatina – Pseudogeni. Eucromatina ed
eterocromatina.
Genetica di popolazioni - Variabilità genetica. Popolazione mendeliana. Il pool genico.
Frequenze alleliche e frequenze genotipiche. Il concetto di polimorfismo. La legge di HardyWeinberg (H-W). Estensioni della legge di H-W per geni con tre alleli e per geni X-linked. Il
raggiungimento dell’equilibrio per alleli autosomici e associati all’X. Applicazione della legge di HW per stimare le frequenze alleliche in sistemi con dominanza (il caso del gruppo sanguigno ABO).
2
Valutazione dell’equilibrio di H-W mediante il test del X . Cause di scostamento dall’equilibrio.
Struttura genetica delle popolazioni: conseguenze della mutazione, migrazione, deriva genetica,
unione assortativa e selezione naturale. Incrocio tra consanguinei: conseguenze.
GENETICA II
Struttura ed organizzazione del genoma batterico e dei virus batterici. Struttura ed
organizzazione del genoma eucariotico. Genetica batterica e dei virus batterici. Meccanismi di
scambio genetico: trasformazione, trasduzione generalizzata e specializzata, coniugazione. La
ricombinazione nei virus. Mappe genetiche. Mutazione. Test di fluttuazione. Reversione e
soppressione. Basi molecolari ed origine delle mutazioni spontanee ed indotte. Mutageni. Test di
mutagenesi. Meccanismi di riparazione. Elementi trasponibili. Elementi genetici mobili nei
procarioti, variabilità genetica, resistenza agli antibiotici. Trasposoni eucariotici. Elementi
trasponibili, sequenze ripetute ed evoluzione dei genomi. Regolazione dell’espressione genica nei
procarioti. Regolazione dell’espressione genica negli eucarioti: regolazione epigenetica
dell’espressione genica. Cromosomi politenici e puffing. Compensazione del dosaggio e
determinazione del sesso. Imprinting genomico. Il cromosoma eucariotico: centromero, telomeri ed
origini della replicazione. Natura epigenetica della funzione centromerica.
IMMUNOLOGIA
Elementi costitutivi del sistema immunitario e risposta immune (primaria, secondaria; umorale,
cellulare). Embriogenesi, filogenesi ed evoluzione del sistema immunitario. Riconoscimento,
processazione, presentazione dell’antigene e tolleranza; meccanismi effettori dell’immunità.
Struttura e funzione degli anticorpi (isotipi, allotipi, idiotipi). Selezione clonale. Linfociti T e
selezione timica: il recettore T (struttura e funzione). Il sistema sierico del complemento (via
classica ed alternativa); proteine e cellule dell’infiammazione. Il sistema maggiore di
istocompatibilità (proteine, funzioni e geni). Citochine ed interferoni. Allergie ed immunodeficienze
(congenite ed acquisite). Vaccinazioni. Autoimmunità. Immunobiologia dei tumori. Compatibilità e
trapianti.
Esercitazioni: esperimenti di immunodiffusione radiale; identificazione di sottopopolazioni
linfocitarie con metodi immunomagnetici ed immunocitochimici.
p. 35
INGLESE
Tutte le informazioni riguardanti le attività di didattica e le prove di Lingua inglese sono esposti
presso la Presidenza della Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali, Dipartimento di
Biologia Animale (Viale Taramelli, 24).
Scopo dell'insegnamento della Lingua inglese è sviluppare l'abilità specifica di comprensione dei
testi scritti di argomento scientifico assieme ad una più ampia competenza comunicativa. Il corso si
articolerà in cicli di lezioni frontali, esercitazioni e seminari didattici.
Testi consigliati:
Giuliana Bendelli, English from Science, Mondadori Università, Milano, 2010
Murphy, English Grammar in Use, CUP
Little, The Basics of English for Italian University Students, Mondadori Università, Milano 2007
Vince-Pallini, English Grammar Practice for Italian Students, Macmillan Education
LABORATORIO DI METODI E TECNOLOGIE PER L'AMBIENTE
Verranno introdotte le principali metodologie per la valutazione dello stato di qualità
dell’ambiente e per lo studio delle problematiche ambientali di maggiore attualità, quali la
conservazione della biodiversità, l’inquinamento chimico e biologico e i cambiamenti climatici. A
tale scopo verranno utilizzate sia metodologie classiche che tecniche molecolari. I laboratori
saranno finalizzati all’acquisizione di metodologie di riconoscimento di organismi vegetali e
animali in ecosistemi terresti, acquatici e aerei, di tecniche di analisi dendroecologiche, eco
tossicologiche e biosistematiche.
LABORATORIO DI METODOLOGIE BIOMOLECOLARI
Verranno introdotte le principali tecniche di cultura cellulare, estrazione ed analisi del DNA,
estrazione ed analisi delle proteine, allestimento di preparati cromosomici. Analisi del cariotipo
umano. Ibridazione in situ in fluorescenza; analisi del prodotto di PCR. Digestione del prodotto di
PCR. Analisi del prodotto di digestione. Bandeggi morfologici. Bandeggi dinamici. Scambi fra
cromatidi fratelli.
Soluzioni tampone per sistemi biologici e misurazione del pH; tecniche cromatografiche per la
separazione di proteine; spettrofotometria; centrifugazione; elettroforesi di proteine; saggi di attività
enzimatica; principi di quantificazione dei parametri cinetici di enzimi.
LABORATORIO DI METODOLOGIE CELLULARI
Colture in vitro di cellule somatiche di mammifero. Conteggio e semina di cellule. Allestimento
di preparati cromosomici. Bandeggi cromosomici. Analisi del cariotipo umano. Ibridazione in situ
in fluorescenza. Analisi di preparati con microscopio in fluorescenza. Acquisizione ed elaborazione
di immagini digitali. Analisi immunocitochimica (in fluorescenza ed in microscopia elettronica) di
antigeni nucleari; citochimica ultrastrutturaole degli acidi nucleici.
Introduzione all' estrazione ed analisi del DNA, ed all'estrazione ed analisi delle proteine. Saggio
di vitalità effettuato su colture cellulari. Metodi cromatografici: adsorbimento, ripartizione, scambio
ionico, gel filtrazione, affinità, interazione idrofobica. Metodi elettroforetici: elettroforesi mono e
bidimensionale, elettroforesi capillare.
MATEMATICA, CORSI A e B
Richiami di geometria analitica nel piano: rette, coniche. Richiami di teoria degli insiemi,
insiemi numerici, numeri reali. Tassi di accrescimento, percentuali, medie.
Concetto di funzione. Campo di esistenza, segno. Funzioni elementari: potenze, esponenziali,
funzioni trigonometriche, logaritmi. Uso delle scale logaritmiche.
Progressioni aritmetiche e geometriche, successioni. Limiti di successioni e di funzioni. Funzioni
continue e loro principali proprietà. Punti di discontinuità. Concetto di derivata; interpretazione
geometrica e fisica. Retta tangente. Funzioni crescenti, decrescenti, concave, convesse. Massimi,
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minimi, flessi. Teoremi fondamentali del calcolo differenziale e loro applicazione allo studio di
funzioni. Cenni sulla formula di Taylor. Concetto di integrale. Calcolo di integrali attraverso i
metodi di integrazione per parti e per sostituzione.
MICROBIOLOGIA
La Microbiologia quale scienza di base e scienza applicata. Pietre miliari della microbiologia.
Campi della microbiologia moderna. Il metodo scientifico. Cellula procariotica: struttura e
funzione. Fototassi e chemiotassi. Differenze tra procarioti ed eucarioti. Tecniche per studiare i
microrganismi: microscopia, colorazioni e terreni di coltura. Tecniche di sterilizzazione e sicurezza
in laboratorio. Fattori che influenzano la crescita microbica. Misura della crescita. Colture continue.
Produzione di energia da parte dei batteri: fermentazione, respirazione aerobica ed anaerobica,
fotosintesi ossigenica ed anossigenica. Batteri fotoautotrofi, fotoeterotrofi, chemioautotrofi e
chemioeterotrofi. Controllo dell’attività metabolica: feedback, regolazione trascrizionale (controllo
positivo e controllo negativo), regolazione post-traduzionale. Origine della vita ed esperimento di S.
Miller. Ultima ipotesi sull’origine della cellula eucariotica. Tassonomia e sistemi di classificazione.
Gli Archaea. Principali gruppi di batteri. Antibiotici e meccanismi di resistenza. I batteriofagi e la
trasduzione. Applicazione dei fagi in campo clinico. I virus animali: principali caratteristiche e
classificazione. Nozioni generali di patogenesi microbica (interazione ospite-patogeno).
Testi consigliati:
Prescott 1- Microbiologia Generale (2008). McGraw-Hill.
Tortora et al. Elementi di Microbiologia (2008). Pearson-Benjamin Cummings.
Michael T. Madigan,et al. (2008). Brock Biology of Microorganisms. Benjamin Cummings.
PATOLOGIA GENERALE
L’insegnamento ha lo scopo di introdurre lo studente ai meccanismi patogenetici mediante i quali
gli agenti eziologici determinano i fattori morbosi. Verrà considerata la cellula come paziente
fondamentale analizzando gli adattamenti cellulari, gli accumuli intracellulari, il danno e la morte
cellulare (patologia cellulare). Verranno descritte le lesioni elementari quali la lesione
infiammatoria (infiammazione acuta, infiammazione cronica e guarigione) e gli accrescimenti
patologici (iperplasia, ipertrofia e tumori). Infine verranno analizzati come fattori eziologici
estrinseci le radiazioni e come fattori intrinseci le alterazioni genetiche (patologia genetica).
Verranno inoltre svolte esercitazioni in laboratorio su test di tossicità cellulare ed esercitazioni
collettive ed individuali su preparati istopatologici.
ZOOLOGIA, CORSI A e B
Il corso ha lo scopo di fornire conoscenze sui caratteri generali degli organismi animali, in
funzione dell’ordinamento, su base evolutiva e filogenetica, della loro diversità. Gli argomenti
trattati riguardano le basi concettuali, i metodi e i campi di studio della Zoologia. Verranno trattati
a) le teorie e i meccanismi dell’evoluzione, b) il concetto di specie e la speciazione, c)
l’ordinamento della diversità in un sistema gerarchico naturale, d) gli attributi della sistematica
evolutiva e filogenetica, la filogenesi e l’ ontogenesi, e) la riproduzione, la sessualità e la
determinazione del sesso. Verranno descritte le principali fasi e i meccanismi dello sviluppo di
organismi modello, dalla fecondazione alla morfogenesi, e le modalità di sviluppo diretto ed
indiretto. Saranno anche considerati i rapporti interspecifici e con ambiente. Verrà infine analizzato
il piano strutturale (Bauplan) dei principali phyla di Protozoi e Metazoi Invertebrati (Poriferi,
Cnidari, Platelminti, Aschelminti, Molluschi, Anellidi, Artropodi, Echinodermi) enfatizzando sia le
origini filogenetiche, sia le specializzazioni evolutesi all’interno di ogni discendenza.
Testi consigliati:
1. DORIT R.L., WALKER W.F., BARNES R.D. “Zoologia”, Zanichelli Ed.
2. HICKMAN et al. “Fondamenti di Zoologia” e “Diversità Animale”, McGraw-Hill Ed.
for reference: Zoologia degli Invertebrati - Ruppert, Fox, Barnes - Piccin Ed.
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ZOOLOGIA APPLICATA
Modulo Zoologia dei Vertebrati: Sistematica zoologica, cenni su Urocordati e Cefalocordati,
origine dei Vertebrati. Evoluzione e classificazione dei Vertebrati: linee evolutive e adattamenti alla
vita nei vari ambienti. Cenni di morfofisiologia in relazione agli adattamenti all’ambiente,
alimentazione, riproduzione, radiazione evolutiva, classificazione di Agnati, Condroitti, Osteitti,
Anfibi, Rettili, Uccelli, Mammiferi. Termoregolazione e scambi idrici, modalità di locomozione,
sistemi sensoriali e comunicazione, cicli annuali, dinamica di popolazione. Nozioni di Ecologia:
comunità, habitat, competizione e nicchia, selezione del cibo
Modulo Zoologia Applicata: Compiti e Definizioni. Rassegna dei principali gruppi di Metazoi
che presentano possibilità applicative in campo zoologico. Metodologie di studio. Valutazione delle
popolazioni: Cartografia e Lettura del territorio, Censimenti e Preferenze ambientali. Interventi
Gestionali: Immissioni e Allevamenti. Pianificazione faunistica. Componenti faunistiche nella
V.I.A. Zoologia Sinantropica: Controllo e gestione delle specie infestanti. Fanno parte integrante
dell’insegnamento esercitazioni ed escursioni sul campo.
ABILITÀ INFORMATICHE
Verrà approfondito l'uso dei programmi WORD, PowerPoint e Excel, con particolare riferimento
alle capacità analitiche e statistiche di Excel.
ATTIVITÀ FORMATIVE EVENTUALMENTE CONSIGLIATE PER CFU A LIBERA
SCELTA
Le attività consigliate per CFU a libera scelta consistono nella partecipazione ad attività di
laboratorio correlate con le discipline elencate. Lo stage di Ecologia Applicata consiste nello studio
sul campo dell'ecosistema marino e terrestre dell'isola di Linosa.
p. 38
LAUREA MAGISTRALE
Curriculum “BIOANALISI”
ALIMENTAZIONE E DIETETICA
MODULO I. I nutrienti: glucidi, lipidi, protidi. Fattori complementari: fabbisogno idrico,
minerali, vitamine idrosolubili e liposolubili. Merceologia alimentare: latte, uova, cereali, legumi,
ortaggi, frutta, olii. Qualità degli alimenti: composizione, conservazione, additivi chimici,
alterazioni e contaminazioni. Orientamenti dietetici: nella salute e nella prevenzione delle malattie.
Alimentazione ed integrazione dietetica: attività fisica e sport. Alimentazione nell'anziano. Obesità:
trattamenti dietetici. Alimentazione nell'aterosclerosi e diabete. Alimentazione nelle principali
patologie gastriche ed epatiche.
Sistema digerente: organi, assorbimenti, digestione, metabolismo epatico e renale. Controllo
della digestione: appetito, sazietà, controllo nervoso, controllo umorale. Malnutrizioni: magrezze,
anoressia e bulimia. Valore calorico degli alimenti: calorimetria diretta ed indiretta, calorie fisiche e
fisiologiche. Metabolismo energetico: metabolismo basale, peso reale ed ideale, fabbisogno
energetico delle attività giornaliere.
MODULO II. Principi base della dietetica.Distribuzione dietetica macronutrienti. Fabbisogni
nutrizionali: carboidrati, grassi e proteine. Indice glicemico e carico glicemico dei carboidrati.
Modulazione ormonale dei macronutrienti. Aminoacidi essenziali e stimolazione sintesi proteica.
Rapporto fra acidi grassi essenziali e infiammazione cronica. Adipochine osteoporosi e sarcopenia.
Dietologia e diete (dieta mediterranea, dieta a Zona, dieta Atkins, dieta dissociata, dieta
vegetariana). Principi base della Nutriceutica. Nutriceutica e Nutrigenetica. Nutridietetica del
Benessere. Nutridietetica dello sportivo.
ANALISI MICROBIOLOGICHE
Fattori che controllano lo sviluppo microbico. Metodi e terreni colturali per analisi
microbiologiche. Identificazione dei microrganismi. Metodiche di campionamento. Gli alimenti:
contaminazioni, infezioni e intossicazioni, analisi microbiologiche. Controllo microbiologico di
acque destinate al consumo umano, acque minerali, termali, di piscina e di balneazione. Analisi
microbiologiche del suolo, delle superfici e dell’aria. Controllo microbiologico di cosmetici e
farmaci. Tracciabilità degli organismi geneticamente modificati.
ANALISI TOSSICOLOGICHE
Il corso si propone di fornire agli studenti le cognizioni generali di cinetica e di dinamica degli
xenobiotici (farmaci e tossici) necessarie alla comprensione dei loro effetti sugli organismi viventi.
Saranno altresì illustrate le principali metodologie sperimentali utilizzate nella caratterizzazione di
sostanze di interesse tossicologico in campo ambientale, alimentare o industriale.
Al termine del corso lo studente deve essere in grado di avere nozioni generali sulle principali
tecniche usate nella determinazione degli esami farmaco-tossicologici nonché conoscere le
problematiche inerenti a questa tipologia di esami.
Principi di Tossicologia generale.
Tossicocinetica: assorbimento, metabolismo, distribuzione ed escrezione di xenobiotici.
Tossicodinamica: concetto di agonista ed antagonista, modelli recettoriali, curva dose-risposta.
Effetti tossici e bersagli molecolari di tossicità.
Meccanismi di tossicità.
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Tossicologia predittiva e valutazione del rischio
Identificazione del rischio: relazione struttura-attività, test in vitro, studi sugli animali e studi
epidemiologici.
Caratterizzazione del rischio:valutazione quantitativa del rischio, valutazione della relazione doseeffetto.
Valutazione dell’esposizione e variazione della suscettibilità.
Ruolo e funzioni del laboratorio di Tossicologia.
Principali esami tossicologici su varie matrici biologiche.
Principali tipi di intossicazione volontarie ed involontarie: droghe, veleni, sostanze chimiche, erbe e
funghi, pesticidi.
Esami di screening in tossicologia
Ricerca qualitativa e quantitativa di sostanze xenobiotiche
BIOCHIMICA INDUSTRIALE
Aspetti e basi scientifiche della Biochimica Industriale. Programmazione di biocatalizzatori per
la produzione industriale. Metodi di produzione mediante l’uso di biocatalizzatori. Fermentazioni,
fermentatori, materie prime, modalità operative. Recupero del prodotto. Estrazione e purificazione
di proteine: dal laboratorio alla scala industriale. Fermentazione lattica e applicazione di
metodologie biotecnologiche nell’industria casearia, chimico-farmaceutica, conserviera.
Fermentazione alcolica e applicazione di metodologie biotecnologiche nell’industria della birra, del
vino e dei prodotti da forno. Produzione di aminoacidi per via fermentativa. Processi biotecnologici
utilizzati per la risoluzione della miscela racemica degli aminoacidi ottenuti per via chimica.
Caratterizzazione degli enzimi prodotti su larga scala, loro mercato e applicazioni industriali.
Carboidrasi d'uso industriale e loro applicazione nell’industria degli idrolisati dell’amido, dei
dolcificanti, delle bevande, dei succhi di frutta, della carta ecc. Proteasi d'uso industriale e loro
applicazione nell’industria alimentare, dei detersivi, della concia delle pelli, ecc. Lipasi d'uso
industriale e loro applicazione nell’industria chimica e alimentare. Enzimi e cellule immobilizzati:
tecniche di immobilizzazione e principali processi industriali di utilizzo.
Le lezioni sono integrate da visite guidate a industrie del settore biotecnologico.
libro di testo: BIOTECNOLOGIE MICROBICHE, di Stefano Donadio e Gennaro Marino, Casa
Editrice Ambrosiana
CITOPATOLOGIA
L’insegnamento si propone lo scopo di fornire allo studente i criteri diagnostici di base a livello
cellulare e tessutale di alcune patologie mediante esercitazioni pratiche di allestimento e lettura dei
preparati al microscopio.
Verranno studiate in particolare:
1- le cellule emopoietiche in condizioni normali, sperimentali e patologiche;
2- le cellule del sistema nervoso centrale normali e patologiche.
Il corso sarà integrato da seminari o giornate di studio su temi di attualità.
CONTROLLO E GESTIONE DELLA QUALITA'
L’obiettivo del corso è avvicinare gli studenti alla realtà operativa delle organizzazioni aziendali,
fornendo le conoscenze fondamentali sui metodi di controllo e gestione della qualità.
Gli argomenti sviluppati durante le lezioni spaziano dalla certificazione di qualità ai sistemi di
gestione e controllo qualità nel settore alimentare, in quello farmaceutico ed in quello cosmetico.
Vengono inoltre trattate le procedure ed i requisiti per l’accreditamento dei laboratori di prova, la
certificazione ambientale, le politiche di tutela dell’ambiente nonché la sicurezza sul lavoro,
approfondendo la conoscenza delle leggi e delle norme di riferimento.
IDENTIFICAZIONE DI PATOGENI
MODULO I. La diagnostica microbiologica ha lo scopo di identificare l’agente patogeno
responsabile di una malattia infettiva e di suggerire un appropriato trattamento antibiotico. Scopo di
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questo corso è l’acquisizione di tecniche diagnostiche (classiche e molecolari) utilizzate
abitualmente nei laboratori di analisi microbiologiche. Di conseguenza verranno illustrate le
principali tecniche diagnostiche convenzionali, come: tecniche di colorazione; processamento di
campioni clinici di varia provenienza (urinocolture; emocolture; tamponi ferita, faringeo, etc;
campioni respiratori; liquor; feci; etc); terreni selettivi; test fisiologici, antigenici e sierologici
utilizzati per l’identificazione batterica; l’antibiogramma, etc. Saranno descritte anche alcune
tecniche diagnostiche molecolari utilizzate per individuare patogeni batterici non coltivabili e virali.
La parte finale del corso sarà utilizzata per apprendere praticamente alcune delle tecniche descritte.
MODULO II. La Micologia medica si occupa dell’identificazione, dell’isolamento e del
trattamento dei principali funghi patogeni. Il corso prevede lezioni teoriche affiancate dalla
diagnostica di laboratorio. Questa comporta la preparazione dei terreni micologici di coltura,
l’inoculo di campioni biologici, l’allestimento a fresco di vetrini per il riconoscimento microscopico
di lieviti e funghi filamentosi cresciuti dalle colture, l’isolamento dei ceppi cresciuti,
l’identificazione microscopica di lieviti del genere Cryptococcus, l’identificazione di lieviti del
genere Candida con il metodo API 32C (Biomerieux), il riconoscimento ed identificazione al
microscopio di dermatofiti responsabili di micosi cutanee: Trichophyton, Microsporum,
Epidermophyton; il riconoscimento e l’identificazione di altri generi di funghi patogeni ed
opportunisti: Aspergillus, Fusarium, Penicillium, Cladosporium; l’antimicogramma dei
patogeni/opportunisti isolati.
MODULO III. Il Corso di Parassitologia ha lo scopo di mettere gli studenti in grado di
riconoscere i principali parassiti dell’uomo. Pertanto, dopo una necessaria premessa teorica, si
procederà all’allestimento di strisci ematici ed al riconoscimento su base morfologica dei principali
flagellati, delle quattro specie di Plasmodi malarici ed al calcolo della parassitemia. Per gli elminti
(platelminti e nematodi) l’identificazione dei principali parassiti intestinali avverrà mediante esame
microscopico diretto o dopo concentrazione delle feci. Verrà anche calcolato il valore della carica
parassitaria. I principali artropodi di interesse parassitario verranno identificati su base morfologica.
Infine, verranno forniti esempi di diagnosi sierologica e molecolare.
IGIENE AMBIENTALE
Definizione e finalità dell’Igiene. Concetto di salute. Promozione della salute. Fattori che
condizionano il passaggio dalla salute alla malattia. Modelli eziopatogenetici delle malattie infettive
e cronico degenerative.
Epidemiologia e prevenzione delle malattie infettive: serbatoi, sorgenti, modalità di trasmissione,
attecchimento e sviluppo delle infezioni. Sterilizzazione e disinfezione. Asepsi, antisepsi e igiene
delle mani. Infezioni ospedaliere. Esercitazione sulla sterilizzazione. Epidemiologia e prevenzione
delle malattie cronico- degenerative. Nozioni generali di prevenzione: prevenzione primaria,
secondaria e terziaria: potenziamento dei fattori utili alla salute mediante educazione sanitaria e
prevenzione immunitaria. Fattori in grado di esercitare effetti sulla salute umana: a) ambientali
(aria, acqua, suolo, alimenti; b) comportamentali (alimentazione, fumo di tabacco, alcool, droghe,
sedentarietà) e biologici.
Definizione di ambiente e sue matrici. Aria atmosferica, aria confinata e sorgenti inquinanti.
Rifiuti sanitari: raccolta, allontanamento e smaltimento. Gli alimenti; inquinamento chimico e
fisico. Analisi del rischio e HACCP. La sicurezza in laboratorio secondo la legge 626 (aggiornata
testo unico D. L. 81/08). Nozioni di Sanità Pubblica: Organizzazione Sanitaria Internazionale,
Ministero della salute e ASL. Epidemiologia generale: definizioni e finalità. Fonti dei dati e
indicatori sanitari. Incidenza e prevalenza. Tecniche di raccolta dati: intervista personale, diari e
questionari. Il questionario: pianificazione, tipi di domande, deformazione di un questionario,
verifica, validità e precisione.
Definizione di ambiente e sue matrici. Aria atmosferica, aria confinata e sorgenti inquinanti.
Rifiuti sanitari: raccolta, allontanamento e smaltimento. Gli alimenti; inquinamento chimico e
fisico. Analisi del rischio e HACCP. La sicurezza in laboratorio secondo la legge 626 (aggiornata
testo unico D. L. 81/08). Nozioni di Sanità Pubblica: Organizzazione Sanitaria Internazionale,
Ministero della salute e ASL. Epidemiologia generale: definizioni e finalità. Fonti dei dati e
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indicatori sanitari. Incidenza e prevalenza. Tecniche di raccolta dati: intervista personale, diari e
questionari. Il questionario: pianificazione, tipi di domande, deformazione di un questionario,
verifica, validità e precisione.
Ambiente: inquinamento e contaminazione, fonti naturali ed antropiche; inquinanti primari e
secondari. Principali convenzioni internazionali. Principio cautelativo. Normativa nazionale in
materia ambientale; D.Lgs 152/2006. Inquinamento atmosferico, idrico, suolo.
Classi di inquinanti: inquinanti prioritari e inquinanti organici persistenti (POP); composti
organoalogenati volatili. (VHOC). Idrocarburi policiclici aromatici (IPA). Inquinamento
atmosferico, idrico, suolo. Il processo analitico. Campionamento. Pretrattamento del campione
(tecniche di estrazione, digestione, eliminazione delle interferenze). Metodi gravimetrici,
volumetrici e potenziometrici. Metalli pesanti: spettroscopia di assorbimento ed emissione atomica
Metodi cromatografici: gascromatografia; HPLC. Discussione dei principali vantaggi e limiti di
ciascuna tecnica nella determinazione degli inquinanti in matrici ambientali. Criteri di scelta di una
tecnica analitica in base alle proprietà chimiche dell'inquinante. Validazione metodi. Qualità del
dato analitico.
LABORATORIO DI STATISTICA
Riprendendo gli argomenti del programma di biometria del II anno, il corso prevede attività
pratica in laboratorio informatizzato, al fine di rendere autonomo lo studente sia nella scelta
adeguata delle tecniche statistiche di analisi dei dati, sia nella gestione e utilizzo degli strumenti
software utilizzati per l’analisi stessa (dal semplice foglio elettronico al pacchetto statistico). La
tipologia di dato analizzata sarà molto varia: clinico, biologica, ambientale, ecc.
Saranno inoltre introdotte, sia dal punto di vista teorico che pratico, alcuni modelli statistici, non
affrontati nel corso di biometria del II anno, quali modelli di regressione e di analisi della varianza.
LEGISLAZIONE E DEONTOLOGIA PROFESSIONALE
- Legislazione “strutturale” della professione di biologo (Legge n. 396/67, istitutiva
l’ordinamento della professione di biologo, D.P.R. n. 980/82, D.M. n. 362 /93, D.P.R. n.
328/01);
- Legislazione “trasversale” inerente alle competenze istituzionalmente riconosciute alla
figura professionale del biologo.
• Regolamenti Europei n. 852/04, 853/04, 854/04, 882/04 riguardanti la
igiene e la sicurezza dei prodotti destinati all’alimentazione.
• D.Lgs. n. 193/07 relativo al sistema sanzionatorio per il settore della
igiene dei prodotti alimentari.
• D.Lgs. n. 81/08 concernente la tutela della salute e la sicurezza nei
luoghi di lavoro.
• D.Lgs. n. 31/01 riguardante le acque destinate al consumo umano.
• Legge n. 713/86 relativa al settore della cosmetologia.
• D.Lgs. n. 502/92 e n. 229/99 concernenti l’ambito sanitario.
- La Formazione Continua.
- Norme tecniche internazionali e nazionali concernenti le competenze istituzionalmente
riconosciute alla figura professionale del biologo (Norme della serie ISO 9000, Norma
ISO/IEC 17025, Norme della serie ISO 14000, Norma OHSAS 18001, Norma SA 8000).
- Codice deontologico della professione di biologo.
MATEMATICA APPLICATA
MODULO I. L'obiettivo del corso consiste nell'introduzione di alcuni strumenti, esempi e
tecniche numeriche utili per lo sviluppo e la simulazione di Modelli Matematici in Biologia. Parte
del corso sarà dedicata ai problemi statistici inerenti l'analisi dei dati in ambito biologico e
biomedico. Si prevede di svolgere alcune esercitazioni in Laboratorio Informatizzato con l'utilizzo
di Software Scientifico (in particolare MATLAB, R).
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- richiami di Calcolo Differenziale e Algebra lineare;
- primi esempi di modelli matematici;
- sistemi dinamici continui e discreti;
- esempi dalla cinetica chimica e dalla fisiologia (neuroni);
- problemi di fitting.
MODULO II.
- modelli probabilistici;
- campionamento statistico e descrizione del dati;
- metodi statistici inferenziali;
- esempi in ambito Bioinformatico.
METODOLOGIE E ANALISI BIOCHIMICO CLINICHE
Il settore della diagnostica di laboratorio offre ai laureati in Scienze Biologiche una concreta
possibilità di impiego nei laboratori di analisi e nelle ditte che producono e commercializzano test
diagnostici.
Lo scopo del corso è di fornire le nozioni basilari per la comprensione e l’utilizzo dei test di
laboratorio al fine di facilitare un futuro inserimento nel settore della Medicina di Laboratorio.
Contenuti del corso:
- Attendibilità analitica, errori di laboratorio e controllo di qualità. Valore predittivo di un test.
- Variabilità preanalitica.
- Strumentazione e tecniche spettroscopiche, cromatografiche, elettroforetiche ed immunochimiche.
- Gli isoenzimi serici: aspetti fisiologici, tecniche di studio, enzimogrammi d'organo. - Funzioni,
metodi di studio e applicazioni diagnostiche delle sieroproteine e delle lipoproteine. - Metabolismo
del ferro e dell'eme. - Il diabete mellito: aspetti fisiopatologici e metodi di indagine. - L’esame
emocromocitometrico: le anemie. - Equilibrio elettrolitico e sistemi tampone nel sangue. Endocrinologia clinica. - Fisiopatologia della coagulazione del sangue. - Esame delle urine.
Testi consigliati:
- L. Covelli, L. Spandrio, M. Zatti - Medicina di Laboratorio. Editore: Sorbona
- Wilson Keith, Walker John - Biochimica e biologia molecolare. Principi e tecniche
Raffaello Cortina ed.
METODOLOGIE FORENSI
MODULO I. Storia dell’entomologia forense. Fondamenti di entomologia. Classificazione degli
esapodi. Cenni di anatomia, fisiologia, riproduzione ed etologia degli insetti. Gli insetti necrofagi. I
Ditteri: generalità. Le miasi. i ditteri necrofagi. Cicli di sviluppo dei ditteri.I Coleotteri: generalità. I
Coleotteri necrofagi. Cicli di sviluppo dei coleotteri. Importanza dei ditteri e dei coleotteri in
entomologia forense. Il sopralluogo giudiziario e la repertazione. Metodiche relative a raccolta,
conservazione e diagnosi generica e di specie. Metodiche relative all’allevamento degli insetti
repertati. Il fine dell’entomologia medico-legale: l’intervallo post-mortem. Il metodo successionale.
La determinazione dell’intervallo post-mortem. Attività sperimentali praticabili: in campo e in
laboratorio. Casistica.Il corso sarà integrato da attività laboratoristiche pratiche.
MODULO II. Introduzione alla genetica forense. Il sopralluogo giudiziario e la repertazione.
Analisi di laboratorio: diagnosi generica e di specie.. Analisi molecolare del DNA estratto dai
reperti forensi. Diagnosi individuale: diagnosi molecolare di sesso; polimorfismi autosomici del
DNA (marcatori STR, tasso di mutazione, validazione di protocolli a fine identificativo forense,
interpretazione dei profili in termini di esclusione o accertamento, discussione di casi peritali);
polimorfismi del cromosoma Y umano (il cromosoma Y, caratteristiche peculiari, concetto di
aplotipo, utilizzo e limitazioni in ambito identificativo forense); polimorfismi del DNA
mitocondriale (il DNA mitocondriale, regioni HVR, eteroplasmia, utilizzo forense, analisi genetica
parentale).
L’accertamento della paternità controversa: marcatori utilizzati, protocolli validati,
interpretazione dei risultati in termini di esclusione ovvero di accertamento, probabilità di paternità
secondo Essen- Moller e terorema di Bayes.
p. 43
Aspetti legislativi: valutazione dei risultati dei test genetici in relazione ai diversi sistemi
legislativi internazionali; definizione degli standard dei laboratori di genetica forense.
Database di profili genetici: situazione nazionale e internazionale; “biobanche”; tutela dei dati
genetici (legge sulla privacy); principali normative inerenti le biotecnologie nel settore medico.
Nuove applicazioni della genetica nell’identificazione degli animali con particolare riferimento
all’entomologia.
Aspetti definitori ed ambito dottrinale della Tossicologia Forense. La lesività di natura chimica
(notizie storiche, veleno ed avvelenamento, criteriologia medico legale per porre diagnosi di
avvelenamento). Note sulla farmacocinetica dei tossici: vie di assunzione, assorbimento,
distribuzione, degradazione metabolica, eliminazione. Le sostanze stupefacenti: inquadramento
normativo e farmacodinamico. Metodiche di bioanalisi di xenobiotici: prelievo/acquisizione del
campione, conservazione, procedimenti di isolamento degli analiti dalla matrice organica
Metodiche di bioanalisi di xenobiotici: procedimenti di isolamento degli analiti dalla matrice
organica e preparazione del campione per l’analisi strumentale. Metodiche di bioanalisi di
xenobiotici: saggi immunochimici, tecniche separative comatografiche; la tecnica
gascromatografica con rivelatori tradizionali. Metodiche di bioanalisi di xenobiotici: la tecnica
gascromatografica con rivelazione di massa (GC-MS) e sua applicazione nei confronti delle
sostanze stupefacenti. Metodiche di bioanalisi di xenobiotici: cromatografia in fase liquida da alta
pressione (HPLC). Metodiche di bioanalisi di xenobiotici: HPLC con rivelazione di massa (LCMS). Cenni di entomotossicologia. Esercitazione: rilievo e determinazione quantitativa dei veleni
organici volatili in campioni biologici. sercitazione: la ricerca generica dei veleni organici non
volatili nel sangue con GC-MS. Esercitazione: l’analisi del capello. Esercitazione: impiego della
LC-MS per il rilievo dei marcatori dell’abuso alcolico. Esercitazione: analisi quali-quantitativa di
reperti merceologici. Il corso sarà integrato da seminari specialistici.
METODOLOGIE GENETICO-MOLECOLARI
Il corso di carattere teorico-pratico cercherà di esaminare le principali e maggiormente
innovative tecnologie a base genetico-molecolare, cercando inoltre di mostrare alcune delle loro
principali applicazioni nel canpo biomedico e biotecnologico. Il corso prevede in particolare
l'approfondimento delle metodologie analitiche e preparative delle principali macromolecole
biologiche (DNA, RNA e proteine). Il corso prevede inoltre l'impiego di alcuni programmi
bioinformatici.
PATOLOGIA CLINICA E TECNICHE IMMUNOLOGICHE
MODULO I. Il corso ha lo scopo di introdurre lo studente allo studio delle metodologie
biochimiche e morfologiche per la diagnosi di patologie umane. La fisiopatologia inoltre sarà
propedeutica alla patologia clinica. Saranno analizzati i biomarcatori circolanti e le alterazioni
morfologiche delle malattie cardiocircolatorie. Infine saranno descritti i marcatori biochimici e le
alterazioni morfologiche utilizzate nella diagnosi dei tumori. Saranno inoltre svolte esercitazioni in
laboratorio per la diagnosi biochimica e morfologica della patologia cardiovascolare e tumorale.
MODULO II. Il corso ha lo scopo di introdurre lo studente alla conoscenze delle nozioni di
immunologia di base e di far conoscere le principali tecniche utilizzate nei laboratori di
immunologia clinica. Come argomenti di base saranno considerati: le cellule del sistema
immunitario, la presentazione antigenica, l’immunità innata ed adattativa, l’attivazione delle cellule
B e la produzione di anticorpi, l’attivazione delle cellule T e la costimolazione, i recettori antigene
specifici, il sistema maggiore di istocompatibilità (MHC), la memoria immunologia, chemochine e
citochine, tolleranza, autoimmunità e patologie immunologiche. Come metodologie immunologiche
di laboratorio clinico verranno considerate: le metodiche di vaccinazione, i metodi di dosaggio e di
caratterizzazione degli anticorpi, l’analisi citometrica a flusso, il laboratorio trasfusionale e del
trapianto (organizzazione e tecniche); i metodi di laboratorio per la diagnosi delle patologie
autoimmuni, delle immunodeficienze, delle alterazioni immunitarie nei tumori, delle malattie
infettive, delle allergie. Seminari con esperti e visite a laboratori clinici e di ricerca che applicano
metodi immunologici potranno essere organizzati per approfondire tematiche di particolare
p. 44
TECNICHE MICROSCOPICHE E CITOCHIMICHE
Principi di base dell’istochimica in microscopia ottica ed elettronica. Fissazione chimica e
criofissazione di campioni biologici. Metodi per l’identificazione e la localizzazione a microscopia
ottica ed elettronica di componenti cellulari (ad es. DNA, RNA, proteine specifiche, polisaccaridi).
Citochimica enzimatica. Istoautoradiografia. Immunocitochimica. Ibridazione “in situ”. Citochimica
quantitativa in assorbimento ed in fluorescenza. Citofluorimetria a flusso. Analisi d’immagine.
ALTRE CONOSCENZE
Tecniche di scrittura di sintetiche relazioni scientifiche e di curriculum vitae. Come effettuare
una comunicazione od una lezione
SCELTA
laboratorio correlate con le discipline elencate. Lo stage presso laboratori d'analisi consiste nella
partecipazione ad attività di laboratorio presso laboratori d'analisi pubblici o privati.
p. 45
Curriculum “BIOLOGIA AMBIENTALE E BIODIVERSITÀ”
ANALISI STATISTICA E MODELLISTICA AMBIENTALE
Il corso intende fornire conoscenze relative alla scelta adeguata e all’utilizzo di modelli statistici
per l’analisi di dati ambientali. In particolare:
·modelli di analisi della varianza per lo studio della variabilità sia entro soggetti (modelli per misure
ripetute), sia tra soggetti applicati sia ad esperimenti che a studi osservazionali.
·modello di regressione multipla: applicazione e interpretazione
·introduzione del concetto di fattore di rischio e relativa esposizione e di fattore prognostico
·modello di regressione logistica: applicazione e interpretazione
modello di regressione di Poisson: applicazione e interpretazione
BIOLOGIA DELLE POPOLAZIONI E COMUNITÀ
Sono trattate le caratteristiche biologiche principali delle specie vertebrate con particolare
riferimento agli uccelli e ai mammiferi. I temi di analisi riguardano soprattutto le strategie
riproduttive e i fattori influenzanti distribuzione, dinamica di popolazione, selezione di habitat e
comportamento alimentare. Particolare attenzione è rivolta alla biologia dei mammiferi carnivori
con riferimento anche alle problematiche di conservazione e salvaguardia delle specie minacciate o
in pericolo di estinzione in ambito nazionale.
BIOLOGIA EVOLUZIONISTICA
Il corso si propone di illustrare l’origine e lo sviluppo dei concetti che sono alla base della
biologia evolutiva, attraverso lo studio della storia del pensiero evoluzionistico. Verranno inoltre
acquisite le basi teoriche per la ricostruzione delle relazioni macro e microevolutive tra i viventi e
studiati i modelli evolutivi di interrelazione dei sistemi biologici attraverso tecniche morfologiche e
molecolari tradizionali ed innovative.
Origini e sviluppo del pensiero evoluzionista: Anassimandro, Platone, Aristotele. La “scala
naturae”. Linneo e la Classificazione, Buffon, Erasmo Darwin.
L’evoluzionismo di Lamarck.
Cuvier e il catastrofismo
Il pensiero di Darwin e di Wallace: la teoria della selezione naturale
La scoperta dei meccanismi dell’ereditarietà
La “sintesi moderna”.
Prove dell’evoluzione: paleontologia, embriologia, morfologia, biogeografia, genetica.
I diversi concetti di specie biologica. Modelli di speciazione. Micro- e macroevoluzione.
Le forze evolutive deterministiche (selezione naturale e sessuale) e stocastiche (deriva genetica,
flusso genico, “bottleneck effect”, “founder effect”, deriva molecolare)
Le diverse forme di selezione. L’adattamento e la critica al “paradigma adattazionista”.
L’evoluzionismo moderno: la teoria neutralistica dell’evoluzione; la teoria degli equilibri puntuati.
L’evoluzionismo moderno: la sociobiologia; il “neolamarckismo”. Epigenesi.
Antievoluzionismo: Creazionismo e “Intelligent design”.
CHIMICA ANALITICA DEGLI INQUINANTI
Il corso, formato da due moduli, si prefigge i seguenti obiettivi in relazione alle matrici
ambientali aria, acqua e suolo: delineare procedure, sia standard che innovative, per l’analisi degli
inquinanti più importanti, anche in considerazione di norme e/o leggi di tutela ambientale; fornire
indicazioni utili per l’abbattimento degli inquinanti e per la valutazione della esposizione umana
agli inquinanti.
Gli obiettivi sono trattati diversamente, in funzione del modulo corrispondente.
I modulo Trattazione dei metodi analitici standard
II modulo Trattazione di metodi analitici innovativi
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Al termine del corso lo studente avrà acquisito la capacità di caratterizzare fenomeni di
inquinamento ambientale (aria, acqua, suolo) con procedure sia standard (I modulo) che innovative
(II modulo).
ECOLOGIA DEL COMPORTAMENTO
Il corso fornirà le basi teoriche e applicative per lo studio del comportamento animale partendo
dai meccanismi fisiologici e genetici del comportamento in relazione ai fattori ambientali e alla
selezione naturale. Passando dal livello individuale a quello sociale, particolare attenzione sarà
dedicata ai risvolti applicativi dello studio del comportamento ai fini della gestione e conservazione
delle popolazioni animali e degli ambienti naturali.
Basi del comportamento: Storia dell'Etologia: Scuole di pensiero e concetti fondanti. Geni e
comportamento. Selezione naturale e comportamenti adattativi. Apprendimento. Ormoni e
comportamento. Sviluppo del comportamento. Comportamento individuale: Foraggiamento e
predazione. Comportamenti anti-predatori. Selezione dell'habitat. Riproduzione e Selezione
sessuale: Evoluzione del sesso, Scelta del partner, Competizione spermatica, Scelta criptica
femminile, Allocazione differenziale. Cure parentali e Sistemi riproduttivi. Comportamento sociale:
Socialità e Dispersione: Vita di gruppo, Filopatria, Territorialismo. Comunicazione e Segnali:
Evoluzione, Ritualizzazione, Funzioni, Linguaggio, Dialetti animali. Altruismo, Cooperazione ed
Eusocialità: Fitness inclusiva, Kin selection, Altruismo reciproco, Manipolazione.
ECOLOGIA MARINA E DELLE ACQUE INTERNE
Il corso tratta gli aspetti di ecologia di base ed applicata relativi all'ambiente acquatico, partendo
dai bacini idrografici dei principali fiumi e laghi, fino all'ambiente marino. Particolare rilievo viene
dato alla conoscenza della componente biologica e agli aspetti di gestione sia a livello di bacino
idrografico, sia della fascia marina costiera nei suoi aspetti di interesse naturalistico ed economico
(aree protette, parchi, pesca, ittiocoltura, navigazione, turismo). Sono richieste buone conoscenze di
Zoologia, Botanica ed Ecologia.
Il corso è affiancato da esercitazioni in laboratorio e in campo.
A fine corso verrà organizzata un’uscita didattica mirata all’apprendimento delle principali
tecniche di campionamento non distruttivo per lo studio delle comunità animali degli ecosistemi
marino-costieri e delle acque interne. Alla fase di campionamento seguirà una seconda fase di
elaborazione e interpretazione dei dati raccolti (riconoscimento tassonomico, applicazione di indici
sintetici di qualità, analisi statistica dei dati), fornendo agli studenti indicazioni utili alla
compilazione di una breve relazione scientifica sul tema dell’uscita didattica.
Testi consigliati:
Laghi e scienza. Introduzione alla limnologia. Con CD-ROM di Bertoni Roberto € 19.00
Lineamenti di ecologia fluviale di Fenoglio Stefano; Bo Tiziano, 2009, CittàStudi € 19,00
Biologia Marina di G. Cognetti,M. Sarà, G. Magazzù Edagricole - Calderini € 47.00
ECOTOSSICOLOGIA
Dopo una breve introduzione relativa ai concetti fondamentali della tossicologia classica, verrà
affrontato lo studio degli effetti delle sostanze chimiche sui sistemi biologici, sia attraverso
metodi tossicologici di laboratorio, sia mediante diversi approcci allo studio di campagna con
l’utilizzo degli indici biotici, dei bioindicatori e dei biomarker.Verranno quindi descritti i modelli di
previsione teorica ( QSAR e SAR), indispensabili e sempre più utilizzati per una valutazione
preliminare in tutti i casi in cui non si disponga di adeguati dati sperimentali.Infine verranno
delineate le procedure per la definizione, sia per le singole sostanze che per le miscele di tossici, di
criteri di qualità ambientale.Nella seconda parte del corso verrà affrontato il destino ambientale
delle sostanze potenzialmente tossiche partendo dai meccanismi di ripartizione fino ai processi di
bioaccumulo e di degradazione.
Nell’ultima parte del corso verranno descritte le procedure per la valutazione del rischio
ambientale
ed i relativi indici di rischio attraverso il monitoraggio ambientale.
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Un accenno infine verrà fatto ai rapporti tra Ecotossicologia e scienze sociali (economia, politica,
legislazione) nei processi decisionali delle sostanze considerate pericolose.
ENVIRONMENTAL BIOCHEMISTRY OF PLANTS
Il corso si articola in una serie di lezioni teoriche ed in alcune esercitazioni, che hanno lo scopo
di introdurre lo studente alla comprensione dei rapporti biochimici fra pianta ed ambiente, cioè alle
interazioni biochimiche fra le piante e gli altri organismi viventi, dai virus ai batteri, ai funghi, agli
insetti fitofagi o impollinatori, agli animali erbivori o disseminatori, alle piante stesse, nonché ai
meccanismi biochimici di adattamento agli stress ambientali di tipo abiotico. Durante il corso
verranno presi in considerazione ed illustrati da opportuni esempi sia gli aspetti teorici sia quelli
biotecnologici.
GENETICA DELLA CONSERVAZIONE
Obiettivi della Genetica della Conservazione. Come varia la diversità genetica nel tempo e nello
spazio. La struttura genetica di popolazioni naturali. Modelli di varibilità genetica. Misura della
varibilità genetica mediante mediante tecniche molecolari (elettroforesi di proteine, polimorfismi di
restrizione, sequenziamento del DNA, microsatelliti e minisatelliti). Fonti del materiale genetico per
l’analisi di popolazioni naturali. Analisi di geni/sequenze nucleari. Identificazione molecolare del
sesso. I genomi mitocondriali e cloroplastici: vantaggi e svantaggi dell’analisi dei sistemi genetici a
trasmissione uniparentale in genetica della conservazione. DNA barcoding. Analisi del “DNA
antico”: alcuni casi paradigmatici. L’approccio filogeografico applicato allo studio di organismi
animali e vegetali a rischio di estinzione: studi recenti estratti dalla letteratura internazionale.
Conseguenze genetiche della domesticazione in alcune specie vegetali ed animali. Attività pratica di
laboratorio: estrazione di DNA, amplificazione di sequenze di DNA mediante reazione a catena
della polimerasi, sequenziamento della regione di controllo del DNA mitocondriale, classificazione
delle sequenze e degli aplotipi in aplogruppi, inserimento delle sequenze ottenute in un albero
filogenetico.
MODULO II.
- esempi in ambito Bioinformatico.
MICOLOGIA AMBIENTALE
Principali interazioni tra metabolismo fungino e ambiente.
Illustrazione di vari gruppi ecologici e/o trofici: i funghi del suolo, della lettiera e della rizosfera, i
coprofili, gli acquatici. Cenni sui funghi parassiti e su quelli predatori, sulle modalità di dispersione
delle spore.
I funghi come agenti biodeteriogeni, in particolare di manufatti o di monumenti lapidei.
I funghi simbionti. Utilizzazione di funghi o di loro forme simbiotiche nel biomonitoraggio, nel
biocontrollo, nel recupero e restauro ambientale.
p. 48
MICROBIOLOGIA AMBIENTALE
Il mondo dei microrganismi. La crescita e l’adattamento dei microrganismi in ambienti naturali. I
microrganismi nei diversi comparti ambientali: atmosfera, idrosfera, suolo e ambienti estremi.
Interazioni tra microrganismi e altri organismi. Degradazione di composti organici naturali e di
sintesi. Organismi geneticamente modificati per le biotecnologie ambientali. Metodi in
Microbiologia ambientale. Problematiche ambientali e applicazioni a salvaguardia dell’ambiente:
biodeterioramento dei manufatti artistici, trattamento biologico delle acque reflue, biorisanamento
di siti contaminati, compostaggio di rifiuti organici, biofiltrazione. Cenni di diritto ambientale.
PARASSITOLOGIA E ASSOCIAZIONI SIMBIOTICHE
Le associazioni simbiotiche comprendono organismi appartenenti a specie diverse legate da
rapporti complessi e non da semplici relazioni trofiche. Tradizionalmente vengono suddivise in
foresi, commensalismo, inqulinismo, simbiosi di pulizia, simbiosi sociale, mutualismo, parassitismo
e simbiosi tra procarioti e cellule eucariotiche (endocitobiosi). La teoria della simbiosi seriale e
l’origine della cellula eucariotica. Modelli di simbiosi endocellulare negli insetti e nei nematodi.
Antichità dell’associazione procariote-eucariote, perdita dell’autonomia metabolica e genetica del
simbionte e interdipendenza obbligata con l’ospite. Possibili ricadute applicative dello studio della
simbiosi endocellulare nel controllo di insetti e di nematodi di interesse sanitario. Introduzione del
concetto di Paratransgenesi ed esempi di modelli in cui sono già praticabili interventi applicativi su
insetti vettori. La Simbiosi antagonistica o Parassitismo. Diffusione del fenomeno parassitario e
introduzione del concetto di ambiente entozoico. Artropodi ectoparassiti e vettori. Importanza delle
modificazioni ambientali nella diffusione degli insetti vettori. Esempi di interventi ambientali legati
al controllo dei vettori malarici. Le principali malattie parassitarie provocate da protozoi trasmessi
da insetti vettori (generi Leishmania, Trypanosoma, Plasmodium). Influenza delle principali
malattie veicolate dagli insetti (peste, tifo petecchiale, malaria) sulla storia, sullo sviluppo e sulla
stessa composizione genetica dell’uomo. Malattie sostenute da protozoi a trasmissione oro-fecale
(amebe, flagellati delle vie digerenti e urinarie, ciliati). Malattie trasmesse da Trematodi
appartenenti ai generi Fasciola, Schistosoma, Paragonimus, Dicrocoeliuum, Opistorchis,
Clonorchis. Importanza delle modificazioni ambientali (ambiente acquatico), delle abitudini
alimentari e dei comportamenti a rischio nella diffusione delle malattie trasmesse dai trematodi.
Cestodi endoparassiti appartenenti ai generi Diphyllobotrium, Tenia, Dipylidium, Hymenolepis,
Echinococcus. Diffusione delle infestazioni da cestodi legate alla piscicoltura, all’allevamento del
bestiame ed alle abitudini alimentari. Nematodi endoparassiti appartenenti ai generi Ascaris,
Ancylostoma, Necator, Strongyloides, Capillaria, Trichinella, Dioctophyma, Toxocara, Anisakis,
Enterobius. Le filariosi e la loro diffusione legata all’azione degli insetti vettori. Considerazioni
sugli aspetti storici ed economici legati alle malattie trasmesse dai nematodi.
Il Corso sarà integrato da laboratori che offriranno agli studenti l’opportunità di osservare e
riconoscere i più importanti parassiti trattati a lezione. Particolare attenzione sarà riservata al
riconoscimento, su base microscopica, delle quattro specie di Plasmodi malarici.
PATOLOGIA VEGETALE
Concetto di malattia. Classificazione delle malattie delle piante. Nozioni di anatomia e fisiologia
patologica. Sintomi delle malattie delle piante. I funghi fitopatogeni. Cenni di sistematica fungina.
Variabilità molecolare dei patogeni fungini. La biologia molecolare nel controllo dei funghi
patogeni. Processi degradativi operati dai funghi con particolare riguardo nei confronti dei funghi
del legno nell'ecosistema forestale. Alterazioni da carenza di elementi nutritivi. Generalità delle
malattie da virus. Mezzi di lotta preventivi e curativi.
STRUMENTI PER LA QUALITA’ E PER L’AMBIENTE
Il corso analizza l’evoluzione del concetto di qualità che ha portato alla definizione dei sistemi di
gestione per la Qualità Totale (TQM). Quindi, viene presentata la normazione che regolamenta la
gestione della qualità, facendo riferimento a enti normativi internazionali, europei e nazionali.
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Verranno quindi caratterizzati organi di certificazione e procedure di certificazione ISO 9000
attraverso i quali si manifesta la garanzia della qualità.
In considerazione del fatto che il concetto di qualità ha assunto valenze sempre più ampie
saranno pertanto, presentati e discussi i sistemi di gestione Ambientale (e le relative norme ISO
14000 ed EMAS), i sistemi di gestione della Sicurezza e della Responsabilità Sociale, analizzando
le possibili forme d’integrazione fra questi sistemi gestionali
Ulteriore strumento di comunicazione della qualità ambientale è costituito dalle etichettature
ecologiche quali Ecolabel, di cui si analizzano principi, campi di applicazione e la loro estensione a
diversi settori.
Particolare attenzione verrà dedicata alla qualità Ambientale nel settore dei servizi evidenziando:
- i vantaggi competitivi della qualità,
- le caratteristiche di una politica di qualità dei servizi,
- applicazioni al settore Sanitario e ai laboratori di Analisi.
TECNICHE MOLECOLARI PER LA CONSERVAZIONE DELLA BIODIVERSITA'
MODULO I. Scopo del modulo è fornire conoscenze di base relative ai principali approcci
metodologici bio-molecolari utilizzati nello studio della biodiversità e in modo particolare dei
principali fattori che portano alle differenziazioni inter ed intra-specifiche nei vegetali, al fine di
interpretare i complessi processi di adattamento e speciazione che hanno condotto al livello attuale
di biodiversità e di valutare gli interventi più idonei per la conservazione in situ e ex situ della
biodiversità attraverso la caratterizzazione della variabilità genetica.
Il corso si svolge affrontando i seguenti temi: definizione di biodiversità, diversità genetica o
intra-specifica, diversità specifica o tassonomica; definizione di popolazione; variabilità intraspecifica di tipo genetico, di tipo morfologico, di tipo ecologico, di tipo geografico; definizione di
specie, variabilità inter-specifica e ibridazione, speciazione, biodiversità specifica ed evoluzione;
approccio bio-molecolare allo studio della biodiversità intra-specifica e inter-specifica, il
polimorfismo genetico, metodi di estrazione del DNA da tessuto vegetale, visualizzazione e
riconoscimento dei polimorfismi genetici mediante marcatori molecolari; elaborazione dei dati
mediante analisi multivariata.
MODULO II. Vengono illustrate, sia con lezioni teoriche che con presentazioni di laboratorio, le
applicazioni di tecniche biochimiche e molecolari che evidenziano condizioni di variabilità genetica
in popolazioni di organismi animali. Su tali condizioni di variabilità genetica, dedotte dai
polimorfismi delle proteine e del DNA, si basano gli approcci metodologici per lo studio dei taxa,
sia a livello sistematico che di struttura delle popolazioni e di relazioni filogenetiche. L’uso di
opportuni package statistici ai dati di variabilità genetica tendono ad offrire allo studente un quadro
delle potenzialità di tali approcci metodologici in diversi campi della biologia evolutiva e della
biologia della conservazione della biodiversità.
MODULO III. Impatto ambientale delle piante transgeniche: alcune considerazioni di carattere
introduttivo. Dispersione del transgene nel suolo e trasferimento genico orizzontale. Procedure per
l’estrazione e purificazione di DNA totale da campioni di suolo. Isolamento e caratterizzazione
della frazione batterica del suolo (analisi microbiologiche; estrazione e purificazione degli acidi
nucleici). Identificazione di sequenze di DNA ricombinante nel suolo mediante approccio PCR
(Polymerase Chain Reaction). Fattori che determinano la persistenza del DNA nel suolo. Un
sistema modello per lo studio della tracciabilità degli OGM: il microcosmo. Attività biologica del
DNA ricombinante presente nel suolo. Il destino delle proteine ricombinanti nel suolo: studi sulla
tossina Bt. Dispersione del transgene mediante polline e semi (gene flow). Esempi di monitoraggio
di piante transgeniche.
VALUTAZIONE D'IMPATTO E LEGISLAZIONE AMBIENTALE
Impatto ambientale: definizioni e concetti di base. Si espongono il concetto corrente di impatto, e
quello di matrice normativa. Si distinguono i tipi fondamentali di impatto derivati dall’ecologia
applicata (reciproci e causali, passati attuali e futuri). Si introducono il concetto di governance
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complessiva dell’impatto ambientale e le principali direttive europee al riguardo (VIA, VAS, IPPC,
danno ambientale, partecipazione).
L’ambiente nella valutazione di impatto ambientale. Si analizzano le definizioni dell’ambiente ai
fini della valutazione di impatto confrontando gli approcci scientifici con quelli normativi. Si
struttura l’ambiente in componenti, sistemi, processi. Si presenta un quadro introduttivo delle
direttive europee settoriali per l’ambiente (acqua, aria ecc.) rilevanti per la VIA. Si analizza a titolo
esemplificativo un caso emblematico di impatto ambientale: gli effetti di uno scarico organico su un
corso d’acqua.
I modelli interpretativi per l’impatto ambientale. Si espongono i modelli elementari del tipo
sorgente-bersaglio e qualita’-tempo. Si richiamano gli strumenti descrittivi fondamentali che
consentono analisi interdisciplinari: variabili, parametri, indicatori, indici complessi.. Si presentano
le principali metodologie derivate: matrici, map-overlay, network, modelli previsionali quantitativi
e analogici. Si analizza il modello DPSIR come strumento interpretativo corrente per il reporting
ambientale. Si introducono le metodologie specifiche per la valutazione: criteri e soglie standard,
funzioni di utilita’.
Le diverse categorie di impatto ambientale e di sorgenti. Si presentano le diverse categorie di
impatti: trascurabili e significativi, negativi e positivi, temporanei e permanenti, a breve ed a lungo
termine, progressivi e cumulativi. Si illustrano, derivandoli anche dalle norme in materia di VIA e
di VAS, i differenti tipi di interventi generatori di impatti.
Piano e progetto. Si introducono gli strumenti della serie decisionale. Si presentano le specificita’
reciproche di piano, programma, progetto, e le relative articolazioni. Fasi del progetto e alternative
progettuali.
Le principali norme di riferimento italiane. Si presenta la normativa nazionale in materia di VIA
e di VAS, evidenziando il rapporto tra norme nazionali e regionali. Si analizzano una procedura
ordinaria di VIA ed un processo integrato piano-VAS attraverso i loro elementi fondamentali
ricorrenti:, lo screening, le fasi, l’istruttoria, i soggetti coinvolti, la valutazione finale ed il ruolo nel
processo decisionale.
Il reporting. Si analizzano i contenuti di uno Studio di Impatto Ambientale per la VIA e di un
Rapporto Ambientale per la VAS. Se ne espone la struttura generale e l’articolazione rispetto al
processo amministrativo. Si presentano i contenuti tecnici ordinari del reporting: i quadri di
riferimento (programmatico, progettuale, ambientale); il rapporto tra analisi, previsione e
valutazione tecnica; il contenimento degli impatti: prevenzione, mitigazioni, compensazioni; il
monitoraggio ed i controlli.
ALTRE CONOSCENZE
SCELTA
laboratorio correlate con le discipline elencate.
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Curriculum “BIOLOGIA UMANA e SCIENZE BIOMEDICHE”
ANATOMIA UMANA
Generalità: Tipi cellulari, tessuti, organi del corpo umano
Introduzione all'anatomia umana. Organizzazione strutturale del corpo umano (apparati) e
terminologia anatomica.
Sistema nervoso: embriogenesi e sviluppo; S. N. Centrale: encefalo e involucri, neuroni e fibre
nervose, midollo spinale con aspetti funzionali, vie motrici e sensitive; S.N. Periferico: cranici e
spinali; S. N. Vegetativo
Apparato endocrino: ipotalamo, ipofisi, epifisi, tiroide, paratiroidi, ghiandole surrenali; Organi con
funzioni endocrine: Ovaie e Testicoli, Miocardio, Isole Pancreatiche (Langerhans), Rene, Timo,
Placenta, Fegato
Apparato digerente: Cavità orale e strutture annesse; localizzazione, morfologia e struttura di
esofago, stomaco, intestino, fegato e pancreas con caratterizzazione istologica e principi funzionali;
meccanismi di progressione e digestione del cibo
Apparato respiratorio: vie respiratorie (vie nasali, faringe, laringe, bronchi). i polmoni con
caratterizzazione istologica e principi funzionali, meccanica della respirazione (alveoli, pleure)
Apparato cardiovascolare: Generalità su grande e piccolo circolo. Il cuore (pericardio, miocardio ed
endocardio: morfologia, rapporti e struttura). Il sistema di conduzione. Struttura di arterie, vene,
capillari sanguigni; il sangue e gli elementi figurati; i sistemi portali; gli organi emopoietici ed
emocateretici.
Apparato linfatico ed organi linfopoietici: generalità
Apparato urinario: Generalità sulle vie urinifere. Morfologia e struttura del rene. Il nefrone: struttura
e aspetti funzionali.
Apparato genitale maschile: testicoli e ghiandole annesse; la spermatogenesi. Le vie genitali
maschili, genitali esterni
Apparato genitale femminile: le ovaie e l'ovogenesi, ciclo ovarico; utero e ciclo uterino. La placenta.
Le vie genitali femminili, genitali esterni
Apparato scheletrico: struttura e formazione delle ossa; tipi di articolazioni; scheletro assile: cranio,
colonna vertebrale, coste e sterno; scheletro appendicolare: cinti e arti
Apparato tegumentale: cute, ghiandole cutanee, annessi cutanei
ANTROPOLOGIA
I primati: i diversi adattamenti agli ambienti arboricoli, tassonomia e variabilità biologica e
comportamentale.
La posizione di Homo sapiens in relazione alle altre specie di primati.
Le successive fasi nell'evoluzione delle circa 15 specie di Ominidi bipedi vissute negli ultimi 7
milioni di anni.
Comparsa e diffusione del genere Homo.
Evoluzione biologica e culturale nella storia del popolamento umano.
Variabilità delle popolazioni umane.
Ecologia umana: aspetti adattativi della variabilità biologica delle popolazioni umane attuali.
Aspetti biodemografici nello studio della storia delle popolazioni umane.
Gruppi umani e polimorfismi genetici; aspetti antropologici delle emoglobinopatie.
I polimorfismi del DNA (in particolare mtDNA e cromosoma Y). Storia e geografia dei geni umani.
Il cariotipo nella ricostruzione della filogenesi dei primati e delle antropomorfe.
BIOCHIMICA MEDICA
Biochimica funzionale: Caratteristiche metaboliche di fegato, muscolo, tessuto adiposo, cervello.
Omeostasi del glucosio. Il diabete.
Biochimica degli ormoni: Classificazione, meccanismi biosintetici e loro controllo. Ormoni
ipofisari ed ipotalamici; ormoni tiroidei; ormoni della corticale e della midollare del surrene;
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ormoni pancreatici; paratormone e calcitonina; ormoni delle gonadi maschili e femminili,
eicosanoidi. Correlazioni biochimiche ed effetti metabolici.
Biochimica della comunicazione cellulare: Generalità. I recettori ormonali; interazione ligandorecettore; caratteristiche molecolari dei recettori. Recettori per ormoni steroidei e loro meccanismo
d’azione. Recettori di membrana. Proteine GTP-leganti: Gi, Gs, Gq, e loro attivazione. Ruolo dei
dimeri beta e gamma. Effettori intracellulari regolati dalle proteine GTP-leganti: adenilato ciclasi
fosfolipasi C (PLCbeta), fosfatidilinositolo 3-chinasi. Adenilato ciclasi e cAMP. Protein chinasi
cAMP-dipendente (PKA). Esempi di substrati fosforilati da PKA: conseguenze sul metabolismo e
sulla trascrizione genica. Inositoli fosfati e diacilglicerolo, calcio. NO, cGMP e PKG. Recettori con
attività tirosin chinasica. Meccanismo di attivazione e trans-fosforilazione. Formazione di complessi
sopramolecolari di segnalazione: ruolo dei domini SH2 ed SH3. Effettori attivati da recettori tirosin
chinasici. Attivazione delle MAP chinasi. Attivazione cellulare da insulina: via Ras dipendente e
Ras indipendente.
Biochimica del sangue: Proteine plasmatiche e loro funzioni. Il colesterolo e gli acidi biliari;
sintesi e significato funzionale. Metabolismo delle lipoproteine. L’aterosclerosi. L'emostasi:
coagulazione, fibrinolisi, meccanismi di controllo, ruolo delle piastrine e dell'endotelio.
Le matrici extracellulari: Organizzazione sovramolecolare delle matrici extracellulari. Struttura,
localizzazione e ruoli biologici dei proteoglicani e dei collageni. Aggrecano e proteoglicani a basso
peso molecolare. Ruoli biologici di decorina. Rapporti matrice/cellula.
Testi consigliati:
David L. Nelson, Michael M. Cox I PRINCIPI DI BIOCHIMICA DI LEHNINGER. V Ed.
Edizioni Zanichelli
BIOINFORMATICA
MODULO I. Funzione e scopo della Bioinformatica. Siti internazionali e loro integrazione. Siti
NCBI e EBI. Strumenti di ricerca in banche dati integrate. Banche dati bibliografiche. Banche dati
molecolari primarie e secondarie. Banche dati genomiche e progetti di sequenziamento.
MODULO I. Rappresentazione di mappe integrate tramite MapViewer. Il concetto di similarità e
programmi di ricerca di allineamento semplice e multiplo. Confronto di genomi di organismi
modello. Evoluzione molecolare e analisi filogenetica.
Sono previsti i seguenti laboratori in aula informatizzata: utilizzo delle banche dati bibliografiche
PubMed, OMIM. Ricerca in banche dati primarie e secondarie ai siti NCBI e EBI. Le banche dati
Gene e Unigene. Banche dati di marcatori molecolari. Uso dello strumento MapViewer. Utilizzo di
software per il confronto di sequenze. Confronto di genomi in organismi modello. Metodi di analisi
filogenetica. Laboratori integrati I e II per risoluzione di problemi complessi e utilizzo delle
metodologie apprese.
Testi consigliati:
–Lesk A –Introduction to bioinformatics. Oxford Univ. Press, ed.
Westhead DR, Parish JH, Twyman RM Bioinformatics (Instant notes)- Taylor and Francis, ed.
BIOLOGIA CELLULARE E LABORATORIO DI BIOLOGIA CELLULARE
Approfondimenti sulla struttura e ruolo della membrana plasmatica nel riconoscimento tra
cellule e nell’adesione cellula/cellula e cellula/matrice. Compartimentazione dinamica dei
microdomini di membrana: introduzione ai” rafts” lipidici. Molecole di adesione: funzione,
collegamento con citoscheletro e matrice extracellulare, ruolo nella trasduzione di segnali outside-in
e inside-out. Citoscheletro: ruolo nella dinamica cellulare, interazione con la membrana, trasduzione
dei segnali dalla matrice. Matrice extracellulare (MEC): composizione, importanza della struttura
multimodulare delle (glico)proteine della MEC, dinamica della MEC (sintesi, elaborazione,
degradazione con particolare attenzione alle proteasi e inibitori delle proteasi); matrichine ad effetto
paracrino e juxtacrino. Esempi di matrichine con ruolo antiangiogenico. Analisi degli argomenti
trattati nell’ambito dei processi di differenziamento e crescita tumorale
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BIOLOGIA MOLECOLARE DELLA CELLULA
Il corso affronta lo studio dei meccanismi molecolari che controllano il ciclo vitale delle cellule
eucariotiche.
- Modelli per lo studio del ciclo cellulare.
- Meccanismi molecolari che controllano la progressione del ciclo cellulare: controllo genetico ed
epigenetico della replicazione e segragazione del genoma; checkpoints del ciclo cellulare; eventi
che perturbano la progressione del ciclo cellulare; risposta cellulare al danno del DNA.
- Senescenza cellulare.
- Morte cellulare: apoptosis, autofagia, necrosi.
- Organizzazione funzionale del nucleo durante la progressione del ciclo cellulare e in risposta ad
eventi che perturbano il ciclo.
- De-regolazione del ciclo cellulare e cancro.
- Metodi per determinare la funzione dei geni. Metodi informatici (geni ortologhi e paraloghi,
ricerca di omologie); inattivazione genica mediante ricombinazione omologa in organismi
unicellulari e in cellule di mammifero; inattivazione casuale per ricombinazione non omologa.
Inattivazione dell’espressione genica: RNA antisenso, interferenza con RNA, microRNA.
Sovraespressione.
- Metodi per determinare le interazioni proteiche. Tecnica del doppio ibrido;
coimmunoprecipitazione; array di anticorpi. Metodi informatici per lo studio dell’interattoma.
Testi consigliati:
- Alberts B., Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P. "Biologia Molecolare della Cellula"
quinta edizione Zanichelli
- Cooper GM - Hausman RE "La Cellula un Approccio Molecolare" II edizione sulla IV di lingua
inglese PICCIN.
BIOLOGIA DELLO SVILUPPO
Meccanismi di determinazione del sesso. Sviluppo delle gonadi e fenotipo sessuale. Sviluppo
delle cellule germinali: spermatogenesi e oogenesi. Fecondazione. Acquisizione della
multicellularita’: patterns di divisione dell’embrione. Formazione del piano di sviluppo corporeo:
determinazione degli assi di simmetria; origine e specificazione dei foglietti embrionali.
Gastrulazione: generalita’. Determinazione cellulare: specificazione citoplasmatica e progressiva.
Equivalenza del genoma ed espressione genica differenziale.
CITOGENETICA E LABORATORIO DI CITOGENETICA
Superavvolgimento del DNA nel cromosoma degli eucarioti. La cromatina nel suo stato
funzionale: struttura a loops. Bandeggio cromosomico e mappaggio composizionale (isocore).
Colture in vitro di cellule somatiche. Cellule staminali. Mutazioni puntiformi, genomiche,
cromosomiche. Principali sindromi cromosomiche nell’uomo. Localizzazione genica nell’uomo:
ibridazione di cellule somatiche, ibridi ridotti per irraggiamento, ibridazione in situ (FISH).
Comparative GenomicHybridization (CGH). Isolamento di cromosomi e costruzione di genoteche
cromosoma specifiche. Citogenetica dei tumori. Regolazione epigenetica dell’espressione genica.
Compensazione del dosaggio e determinazione del sesso. Mutazione dinamica e sindromi da
mutazionedinamica. Imprinting genomico. Centromero, telomeried origini della replicazione:
dissezione e ricostruzione di cromosomi. Terapia genica.
FARMACOLOGIA CELLULARE
Gli argomenti trattati riguardano lo studio dei princìpi di base relativi alla caratterizzazione
cellulare degli effetti dei farmaci sulla Biofase, al metabolismo cellulare, alle interazioni specifiche
con i neurotrasmettitori e neuromodulatori, ai sistemi di trasduzione intra-cellulare. Il Corso
prevede la trattazione dei meccanismi molecolari Fisiopatologici e Fisiopatogenetici in rapporto alla
Fisiopatologia Umana e alle principali malattie (secondo la World Health Organization) del Sistema
Cardiovascolare e del Sistema Nervoso Centrale di interesse Neurologico e Psichiatrico. In
particolare, sono trattati i princìpi terapeutici fondamentali per l'utilizzazione dei farmaci
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chemioterapici. anti-neoplastici, anti-ipertensivi, diuretici, anti-infiammatori, anti-depressivi, per la
Terapia dell’infarto cardiaco, dell’ictus cerebri, della Schizofrenia, delle Demenze, del Morbo di
Parkinson e di altre Malattie, nella prospettiva del loro uso in campo Clinico-Terapeutico.
Inoltre, sono trattati i princìpi fondamentali della Farmacogenomica, per l'utilizzazione di
prodotti innovativi e delle strategie terapeutiche relative all'espressione e trascrizione genica, agli
inibitori del codice genetico, agli oligonucleotidi; infine, vengono discussi i princìpi della
Farmacogenetica, della progettazione computerizzata dei farmaci e delle prospettive della Terapia
Genica.
FISIOLOGIA CELLULARE E MOLECOLARE
MODULO I.
Diffusione, trasporti, cotrasporti e controtrasporti, canali ionici: richiami sintetici.
Trasduzione del segnale: comunicazione chimica, recettori, secondi messaggeri intracellulari:
richiami sintetici. Il Ca2+ come messaggero universale: organizzazione spaziale e temporale dei
segnali di Ca2+. L’ingresso di Ca2+ attraverso i canali voltaggio dipendenti. L’ingresso di Ca2+
attraverso i canali non-voltaggio dipendenti: canali di tipo TRP e Orai1/STIM1.
Liberazione di Ca2+ dai depositi intracellulari: recettori per l’InsP3, recettori raianodinici e recettori
per l’NAADP. Variazioni della concentrazione di Ca2+ nel citoplasma, nei mitocondri e nel nucleo.
proteine tampone del Ca2+ e clearance del Ca2+ citosolico. Metabolismo dei secondi messaggeri
implicati nei segnali di Ca2+: InsP3, cADPr, NAADP. Interazione tra messaggeri intracellulari:
cAMP, Ca2+ e NO.
Trascrizione genica: ruolo del Ca2+. La contrazione della muscolatura scheletrica e cardiaca.
Patologie legate ad alterazioni dell’omeostasi intracellulare del Ca2+.
Patologie ascrivibili ad alterazioni dei canali ionici.
MODULO II.
Richiami di fisiologia cardiovascolare. Il sangue.Le cellule muscolari liscie: struttura e funzione.
Giunzioni tra cellule. Le cellule endoteliali: struttura e funzione. Il monossido d'azoto (NO). Il
danno cellulare. Danno e rigenerazione della parete vasale. L'aterosclerosi. Il diabete. Patologie
cardiovascolari. Seminari specialistici sull'impiego terapeutico delle cellule staminali in ambito
cardiovascolare
GENETICA UMANA
Il genoma umano - Il progetto “genoma umano”. Struttura ed organizzazione del genoma.
Sequenze uniche, sequenze ripetute. Geni e famiglie geniche
La variabilità genetica nell’uomo - I polimorfismi proteici e del DNA. Metodi di analisi dei
polimorfismi. Applicazioni dei polimorfismi del DNA (ematologia forense, analisi di linkage)
Malattie ereditarie monogeniche - Tipi di trasmissione ereditaria. Identificazione di “geni
malattia”. L’esempio della Fibrosi Cistica: identificazione del gene CFTR e mutazioni.
I geni globinici - Le emoglobine umane. Struttura ed organizzazione dei geni globinici. Aspetti
evolutivi. Le mutazioni dei geni globinici. Le basi molecolari delle talassemie.
Il cancro come malattia genetica - Oncogèni e geni oncosoppressori. I tumori ereditari: il modello
del retinoblastoma. Tumori sporadici del colon e sindromi ereditarie (HNPCC e poliposi):
mutazioni somatiche e costitutive, progressione tumorale. Cancro ed instabilità del genoma.
Epigenetica - Epigenetica e regolazione dell’espressione genica. Epigenetica e cancro.
La riparazione del DNA - Esempi di malattie ereditarie da difetti della riparazione del DNA.
LABORATORIO DI TECNICHE MOLECOLARI
MODULO I. Il patch clamp. Tecniche di imaging per la misura del Ca2+ e del monossido
d'azoto intracellulare. Espressione e funzione di un canale ionico in situ.
MODULO II. Si analizzerà un evento di attivazione cellulare utilizzando metodi biochimici. Il
modello cellulare sarà rappresentato da piastrine umane e verrà studiata l’attivazione della proteina
G monomerica Rap1, uno dei principali marker dell’attivazione ed aggregazione piastrinica.
Durante l’esercitazione verrà effettuato un saggio enzimatico per determinare la qualità della
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preparazione piastrinica fornita e successivamente si procederà con l’analisi dell’attività di Rap1 in
campioni di piastrine quiescenti o stimolate con agonisti specifici. La proteina di interesse sarà
recuperata selettivamente da lisati piastrinici applicando la metodologia del fishing-out, che prevede
l’utilizzo di una sonda specifica per la forma attiva della proteina. Nell’ambito dell’esercitazione gli
studenti si avvarranno sia di metodologie biochimiche di base, quali la preparazione di tamponi e
l’utilizzo di tecniche spettrofotometriche, che di metodologie più avanzate quali elettroforesi SDSPAGE, Western–blotting e successiva immunorivelazione per chemioluminescenza..
Modulo III. Allestimento di preparati cromosomici. Bandeggi cromosomici. Il cariotipo umano.
Ricostruzione del cariotipo umano. Ibridazione in situ in fluorescenza. Evidenziazione delle sonde.
Analisi al microscopio dei preparati. Acquisizione ed elaborazione di immagini.
MODULO II.
MICROBIOLOGIA MOLECOLARE
Interazione ospite-patogeno. Difese aspecifiche e specifiche. Patogenesi microbica. Meccanismi
di adesione-invasione batterica. Sistemi a due componenti e trasduzione del segnale. Recupero del
ferro e proteine Fur. Variazione di fase e variazione antigenica. Patogenicity Islands. Endotossina ed
esotossine. Mycobacterium tuberculosis quale modello di interazione-ospite patogeno. Metodi per
identificare i fattori di virulenza. Batteri multiresistenti agli antibiotici e pompe di efflusso. Aspetti
molecolari del ciclo della replicazione virale
PARASSITOLOGIA BIOMEDICA
Nel nostro Paese si assiste sempre più spesso alla diffusione di malattie parassitarie che si
ritenevano quasi del tutto scomparse. Questo è imputabile alla migrazione, solo in parte sotto
controllo, di persone provenienti da zone endemiche. Il corso ha lo scopo di fornire elementi utili
per identificare le principali malattie parassitarie provocate da protozoi trasmessi da insetti vettori
(Generi: Leishmania, Tripanosoma, Plasmodium, ecc.) e da protozoi a diffusione oro-fecale
(amebe, flagellati delle vie digerenti e urinarie, ciliati). Verranno inoltre forniti elementi diagnostici
per identificare malattie trasmesse da Trematodi appartenenti ai generi: Fasciola, Schistosoma,
Paragonimus, Dicrocoelium, Opistorchis, Clonochis e ai Cestodi appartenenti ai generi:
Diphyllobotrium, Tenia, Dipylidium, Hymenolepis, Echinococcos. Inoltre verranno trattati i
principali Nematodi patogeni per l’uomo che comprendono le filarie e i parassiti appartenenti ai
generi Ascaris, Ancylostoma, Necator, Strongyloides, Capillaria, Trichinella, Dioctophyna,
Toxocara, Anisakis, Enterobius. Infine verrà dedicato spazio alla trattazione dei più importanti
artropodi vettori ed ectoparassiti. Il corso si occuperà anche di fornire elementi utili per conoscere i
complessi cicli vitali dei parassiti, conoscenze indispensabili per attuare adeguate misure di
prevenzione e di controllo.
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PATOLOGIA MOLECOLARE E IMMUNOGENETICA
MODULO I. L’insegnamento ha lo scopo di introdurre lo studente allo studio delle alterazioni
molecolari che sono alla base della patologia generale. In particolare saranno considerate le
relazioni tra alterazioni molecolari e l’utilizzo di tali alterazioni nella patologia clinica. Per la
diagnosi dei tumori saranno studiati i principali marcatori genetici, i marcatori di proliferazione
cellulare, i microRna e i marcatori proteici tumorali. Per la prevenzione dei tumori saranno descritte
le principali tecniche utilizzate nell’epidemiologia molecolare. Per le malattie cardiovascolari
saranno analizzati i principali meccanismi molecolari di questa patologia con particolare riguardo a
quei marcatori molecolari quali molecole d’adesione, molecole di fase acuta, LDL, HDL,
lipoproteina (a), omocisteina utilizzati in patologia clinica.
MODULO II. Nel modulo verranno trattati i seguenti argomenti : i geni delle Immunoglobuline (
ricombinazione somatica, esclusione allelica, ipermutazione somatica, gerarchia di espressione,
cambio di classe a livello molecolare ); i geni MHC con particolare enfasi su HLA :allelismo
multiplo,codominanza,aplotipi ancestrali,linkare disequilibrium; geni HLA di classe terza ( geni per
proteine complementari, locus TNF, geni per le HSP-70).I geni per le citochine e gli interferoni
(promotori e strutturali). La compatibilità tessutale ed i trapianti ( antigeni minori e geni kir ); geni
di suscettibilità a patologie autoimmuni ed a componente immune ( studi di famiglie e di
popolazione).will be stressed.
Testi consigliati:
1)Janeway's Immunobiology-PICCIN EDITORE(SETTIMA edizione)
2)Kuby- Immunology-Freeman and Company - New York( sesta edizione)
RADIOBIOLOGIA
Obiettivo generale del corso lo studio dei meccanismi d'interazione radiazione-materia e
radiazionestrutture biologiche (a livello molecolare, cellulare e di ordine superiore). Saranno
analizzati i processi che determinano il danno radioindotto al DNA, le aberrazioni cromosomiche, le
mutazioni, la trasformazione neoplastica e l'inattivazione cellulare, gli effetti somatici acuti e
ritardati. Saranno affrontati e approfonditi metodi di ricerca di base sperimentali (in vitro e in vivo)
e teorici (sviluppo di modelli meccanicistici e fenomenologici, tecniche di simulazione, ecc.), criteri
generali relativi ai metodi, applicazioni e tecniche di ottimizzazione in radioterapia e in
radioprotezione.
TECNICHE MICROSCOPICHE AVANZATE
Il corso illustra alcune tecniche microscopiche avanzate e le loro applicazioni alla biologia
cellulare e molecolare. Vengono proposti i concetti base della microscopia a fluorescenza e della
microscopia elettronica concenzionale sia a trasmissione che a scansione; in seguito verranno
illustrati metodi di analisi microscopica più raffinata, come la microscopia confocale e la
microscopia elettronica a filtro di energia o EFTEM, per la visualizzazione in situ di strutture
subcellulari, anche in vivo. Infine, verrano analizzate FRET (fluorescence resonance energy
transfer), FRAP (fluorescence recovery after photobleaching), FLIP (fluorescence loss in photo
bleaching), tomografia elettronica, electron spectroscopic imaging e microscopia correlativa in
rapporto alle loro possibili applicazioni a modelli cellulari differenti. Alcune delle tecniche sopra
menzionate verranno utilizzate nella parte pratica del corso.
ALTRE CONOSCENZE
SCELTA
p. 57
NEL SITO DI “MOLECULAR BIOLOGY AND GENETICS”
LAUREA MAGISTRALE
ADVANCED MICROSCOPY (6 CFU)
The course is aimed at presenting some advanced microscopy techniques, in their application to
cell and molecular biology. Basic concepts will first be given on fluorescence microscopy and on
conventional transmission and scanning electron microscopy; students will then be introduced to
more refined new tools (such as confocal microscopy and Energy Filtering electron microscopy,
EFTEM) for visualizing in situ subcellular structures, also under living conditions. FRET
(fluorescence resonance energy transfer), FRAP (fluorescence recovery after photobleaching), FLIP
(fluorescence loss in photo bleaching), electron tomography and electron spectroscopic imaging, as
well as correlative microscopy will be also considered in their application to different cell models.
Some of the above mentioned techniques will be used in the practical part of the course.
ADVANCED MOLECULAR BIOLOGY (6 CFU)
Part I
Genomics and Post-genomics
- Anatomy of different genomes
- Sequencing of entire genomes
- Genome sequence interpretation: sequence analysis, experimental approaches
- Understanding how genomes work: transcriptomes, proteomes
- Comparative genomics
- Molecular mechanisms of genome evolution
Part II
Production of recombinant proteins
- Vectors
- Production in bacteria, yeast, insect and mammalian cells, animals
- Production of recombinant drugs
BIOCHEMISTRY OF MACROMOLECULES (6 CFU)
Origin of life. Macromolecules evolution: RNA, proteins, DNA. Reconstitution of cell lineages
through phylogenetic analysis of rRNA, heat shock proteins, cythocrome C, and globins
Structural biochemistry of proteins. Motifs of protein structure. Protein modules and domains:
structural and functional correlation. Structural biochemistry of lipids. Synthesis, function and
pathology of phospholipids and glycolipids. The biology of ceramide and sphingosine 1-phosphate.
in cell signaling. Lipids-proteins interactions in the organization of cell membranes and in cell
signaling.
The shape of the cell: macromolecules of the cytoskeleton. Actin and myosins in muscle and
non-muscle cells. Tubulin and microtubules. Intermediate filaments. Mechanisms of cell migration.
Macromolecules of the extracellular matrix. Collagens, fibronectins, laminins. The
proteoglycans. The outside-in connection: cell adhesion and migration. Integrins and adhesive
receptors.
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BIOINFORMATICS
Part I:
Functions and goals of Bioinformatics. International sites and integration. NCBI and EBI sites.
Query tools for integrated databases. Literature databases. Molecular primary and derivative
databases. Genomic Resources and Projects.
Part II:
The MapViewer tool. The similarity concept and searching for single and multiple alignments.
Genome comparison between model organisms. Molecular evolution and phylogenetic analysis.
Laboratories:
Literature databases: PubMed, OMIM
Query tools and search in primary and derivative databases
The Gene and Unigene databases
Databases of molecular markers
The MapViewer tool
Tools for sequence comparison
Genome comparison between model organisms
Phylogenetic analysis
Problem based laboratory I
Problem based laboratory II
CELLULAR BIOCHEMISTRY (6 CFU)
Protein structure
Overview of the main types of structural domains
Protein folding and molecular chaperones
Regulation of protein sorting and transport
Post-translational modifications of proteins
Protein turnover and degradation
Biochemistry of subcellular structures
Cell organelles
Nucleus
Cytoskeleton and cell movement
Cell surface
Structure of the plasma membrane
Membrane proteins
Mechanisms of protein transport
Endocytosis
Phagocytosis
Membrane trafficking and recycling
Cell-cell interactions
Cell signalling
Signaling molecules
Receptors
Pathways of signal transduction
Cell cycle
Regulation of programmed cell-death (apoptosis).
Cancer
DEVELOPMENTAL BIOLOGY (6 CFU)
Mechanisms of sex determination. Gonad development and sexual phenotype. The development
of germ cells: spermatogenesis and oogenesis. Fertilisation. Creating multicellularity: patterns of
embryonic cleavage. Patterning of the body plan: setting up the body axes; origin and specification
of the germ layers; general features of gastrulation. Pattern formation. Determination by
p. 59
cytoplasmic specification. Progressive determination. Genomic equivalence and differential gene
expression.
ENVIRONMENTAL BIOCHEMISTRY OF PLANTS (6 CFU)
Comparison between animal and plant metabolism. Methods of biochemical investigation of
plant cells and tissues. Synthesis of plant membrane, storage and epicuticolar lipids, photosynthetic
pigments, vitamins, antioxidants. Synthesis and functions of plant secondary metabolites: terpenes,
phenols, alkaloids. Regulation levels in plant metabolism.
Biochemical adaptations to biotic and abiotic stresses.
Biomolecules involved in the interactions of plants with microorganisms, herbivores, insects and
other plants.
Applied plant biochemistry: herbicides and phytoregulators in agriculture.
Biochemical basis of genetic improvement programs aimed to decrease the environmental impact
of modern intensive agriculture, to increase phytoremediation efficiency and to produce fuels from
plant biomass.
HUMAN MOLECULAR GENETICS (6 CFU)
The organization of the human genome.
Human DNA variability: extent and technologies.
DNA polymorphisms as tools in medical genetic research.
Pharmacogenetics and pharmacogenomics.
Genes in pedigrees; inheritance of genetic disease.
Molecular pathology: from gene to disease.
Monogenic inherited disorders: examples.
Cancer genetics.
METHODS IN BIOCHEMISTRY (9 CFU)
Aim of the course is to provide students with the basic knowledge of the techniques applied in a
typical biochemical laboratory in which extraction, purification and characterization of proteins,
used as model-molecules, is performed.
a) Methods for extraction and purification of proteins from animal/vegetal tissues and cultured
cells. Description of procedures typically used in industry and research laboratories for primary
purification of proteins. Theoretical principles and practical protocols of the most common
chromatographic approaches : adsorption; partition; ion-exchange (IEC); gel-filtration (SEC);
affinity; hydrophobic-interaction(HIC); perfusion; gas-chromatography (GC) and supercritical-fluid
chromatography (SFC).Chromatofocusing; high performance liquid chromatography (HPLC) ; fast
protein liquid chromatography (FPLC) and principles of green chromatography.
b) Electrophoretic techniques: analytical and preparative monodimensional (1-DE)
electrophoresis of proteins in their native and denaturated state. Sodium-dodecyl-sulfate gel
elctrophoresis (SDS-PAGE) for the determination of protein molecular weight. Two-dimensional
(2-DE) electrophoresis: application to proteomic studies. Isoelectrofocusing (IEF). Capillary Zone
electrophoresis (CZE) and Micellar Electrokinetic Chromatography (MEKC).
c) Spectroscopic techniques for the qualitative/quantitative characterization of proteins.
Adsorption spectroscopy: ultraviolet (U.V).; Visible; Infrared (IR); Nuclear Magnetic Resonance
(NMR); Electron Spin Resonance (ESR). Emission spectroscopy: fluorescence and
phosphorescence. Mass Spectrometry (MS).
d) Study of the primary sequence of a protein. Amino acid analysis with pre-column and postcolumn derivatization. Automated sequence degradation. Chemical and enzymatic cleavage of
proteins. Labeling of the active site with radioactive probes. Methods of detection of radioactivity.
e) Radioimmunological (R.I.A.) and immunochemical (ELISA) techniques for the determination
of antigens/antibodies in clinical and environmental use.
Textbook: Principles and Techniques of Practical Biochemistry by K. Wilson and J. Walker. 5th
Edition. Cambridge University Press.
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MICROBIAL GENETICS (6 CFU)
Spontaneous mutation in bacteria
Fluctuation Test, experiments by Newcombe and Cairns, replica-plating, sib-selection
Genetic organization
Operons and polarity
Attenuation
Riboswitches
The glucose effect
Diauxic growth curves, PTS system
Catabolite repression in Gram+ & GramThe Lambda phage
Lytic and lysogenic pathways
Lwoff’s experiment
cI, cII, cIII, ind-, vir, OR, OL, PR, PRM, cro mutants
Immunity, induction, zygotic induction
Ptashne’s experiments
Campbell’s model
int, xis, sib
Generalized transduction
Competence
Bistability
Adaptation, variation and gene conversion in bacteria and protozoa
Minimal genome
Essential genes
The synthetic genome
MOLECULAR ENTOMOLOGY (6 CFU)
This course provides a broad perspective on the molecular biology of insects, mainly insects of
economic importance. A deep knowledge of the biology of these species through genetic and
genomic approaches may help in finding the targets for disrupting their life cycles or in designing
novel bioinsecticides. A specific focus will be addressed to insect-plant relationships and to the
transmission of insect-borne diseases. I will provide an introduction to insect physiology,
developmental biology, genomics and molecular evolution and ecology. It includes several modules
addressing molecular mechanisms implicated in insect–host and insect-pathogen interactions. It will
provide background information on essential methodologies used in molecular entomological
research and discusses the importance of molecular entomology for the development of population
control strategies. The basic developmental, genetic and genomic focused modules utilize the
wealth of knowledge gained from studies on the model insect organism Drosophila, while modules
focusing on insects’ role in pest and disease transmission focus on the insect species which are
under the current investigation.
MOLECULAR GENETICS (6 CFU)
The aim of the course is to give basic and advanced knowledge on transgenic animals. It
describes several approaches based on the genetic manipulation of embryos and embryonic stem
cells by using recombinant DNA molecules and viral vectors. A special attention is given to the
Drosophila, C. elegans, Zebrafish and Mouse organisms. The course covers the techniques and
applications of knock-out, knock-in and knock-down animals, as well as the generation and use of
conditional transgenic organisms designed to inactivate, express and silence genes in an inducible,
tissue-specific manner. The course describes large-scale approaches of functional genomics in
transgenic animals, like gene-trapping and genome-wide screenings by RNAi libraries. It includes a
discussion on the mouse system as an invaluable genetic tool to engineer "disease model" strains
with phenotypes similar to those of human genetic disorders. Some of these models are detailed
p. 61
described. The topics include the use and generation of animal cloning by nuclear transfer
technology.
MOLECULAR MICROBIOLOGY (6 CFU)
Host-pathogen interaction. Innate and adaptive immunity. Autophagy in infectious diseases.
Microbial pathogenesis: adhesion/invasion, Type III Secretion Systems, iron acquisition, evasion of
host defences, endotoxin and esotoxins. Patogenicity islands. Tuberculosis and hepatitis C as a
model of host-pathogen interaction.
Bacteria-plant interaction. Role of bacteria in the rhizosphere. Symbiosis and nitrogen fixation.
Plant defence mechanism. Agrobacterium tumefaciens and Pseudomonas syringae as plantpathogen models.
MOLECULAR PHARMACOLOGY (6 CFU)
Module I: 3 CFU
The molecular mechanisms of drug adsorption, distribution, metabolism and elimination are
discussed in relation to the molecular effects of the drugs on functional elements of cells, stressing
the importance between the chemical structure of the drugs and their pharmacological actions.
Medicinal Chemistry and chemical synthesis of drugs for the development of new molecules for
therapeutical use and their consequences are also topics underlined in the course.
Module II: 3 CFU
Molecular pharmacology is the study of drugs and their interaction with biological targets to alter
cell function at a molecular level. The material covered by this course includes: principles of drugreceptor interactions, system-independent properties of drugs; dose-response curves; drug
mechanisms of action; drugs as tools to achieve knowledge of cell macromolecule structure and
function and discovery of new drugs since this topic is being transformed by new developments in
molecular cell biology and the information sciences.
PLANT BIOTECHNOLOGY (6 CFU)
Module I: 3 CFU
Techniques for plant transformation
In vitro culture of plant cells and tissues
Totipotency, organogenesis and somatic embryogenesis
Molecular plant biotechnology
Plant transformation protocols
Acquisition of new coding ability
Transgene stability and gene silencing
Loss of function (insertional mutagenesis, RNA-interference)
Problems related to the production of transgenic plants
Biofuels
Cellular biotechnology
Micropropagation
Protoplast fusion
Production of natural products by plant cell and organ cultures
Somaclonal variation
Plant molecular biotechnology: case studies
Erbicide resistance
Qualitative improvement
Module II: 3 CFU
The genetic manipulation of plants: case studies
GM strategies for insect resistance
The use of Bacillus thuringiensis
The Copy Nature strategy
Plant-pathogen interactions
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Biotechnological approaches to disease resistance
Plant viral diseases
The genetic manipulation of stress tolerance
Water-deficit stress
Oxidative stress
Molecular farming
Metabolic engineering of carbohydrates and lipids
Bioplastics
Edible vaccines
Medically related proteins
STRUCTURAL BIOLOGY AND PHARMACOLOGY (6 CFU)
Methods for the study of the three-dimensional structure of biological macromolecules
Introduction to biocrystallography
Diffraction theory
Experimental methods in biocrystallography
Other structural biology techniques, NMR and Electron Microscopy
Examples of the application of the structural biology methods: structure-based drug design.
p. 63
LAUREA MAGISTRALE
“NEUROBIOLOGIA”
BASI NEURALI DEL COMPORTAMENTO E NEUROPSICOLOGIA
L’insegnamento definisce le basi neurali dei processi di apprendimento, della memoria, dei
processi emotivi e dei comportamenti istintivi nei modelli animali e nell’uomo; nonché quelle delle
funzioni superiori svolte dal cervello umano. Vengono in particolare trattati i seguenti temi: 1)
metodologie d’indagine e approcci sperimentali nelle neuroscienze cognitive. 2) L’apprendimento e
la memoria nell’Aplysia: caratterizzazione dei meccanismi cellulari e dei circuiti neuronali e loro
modulazione. 3) L’apprendimento non associativo e l’apprendimento associativo: il
condizionamento classico e il condizionamento operante. 4) Apprendimento spaziale e ruolo delle
“place cells” nella formazione ippocampale. 5) La memoria dichiarativa semantica ed episodica nei
mammiferi: utilità dei modelli di amnesia, caratterizzazione dell’amnesia nel paziente HM, circuiti
cerebrali attivati nella memoria semantica ed episodica, differenti stadi dei processi mnesici e loro
localizzazione nelle aree cerebrali, analisi di differenti forme di plasticità sinaptica nel circuito
ippocampale. 6) Circuiti cerebrali che mediano l’espressione e la memoria delle emozioni. 7) La
memoria procedurale. 8) I ritmi elettroencefalografici correlati con differenti fasi di attenzione:
meccanismi di induzione e processi cellulari. 9) Il sonno e la veglia: caratterizzazione e
modulazione a livello dei circuiti cerebrali e di singoli neuroni, correlazione con attività
elettrofisiologica sincrona di popolazioni neuronali. 10) Il linguaggio; le afasie; dislessie e disgrafie.
11) Identificazione di oggetti e suoi disturbi: le agnosie. 12) Cognizione spaziale e suoi disturbi:
negligenza spaziale unilaterale e altri deficit (NSU). 13) L’organizzazione del comportamento e
suoi disturbi: la sindrome frontale. 14) Gli istinti, i bisogni primari e la regolazione omeostatica:
descrizione dei determinanti cellulari, delle aree cerebrali coinvolte e loro modulazione.
BIOFISICA DI MEMBRANA ED ELETTROFISIOLOGIA
La prima parte dell’insegnamento fornisce nozioni di base sulle principali tecniche
elettrofisiologiche applicate in ambito neuroscientifico; sulla base di queste conoscenze
propedeutiche, la seconda parte tratta i principali aspetti teorici e le acquisizioni sperimentali nel
campo della biofisica di membrana, con particolare enfasi sulla biofisica dei canali ionici. I
contenuti specifici sono i seguenti: segnali bioelettrici derivabili dal sistema nervoso; trattamento ed
elaborazione dei segnali elettrofisiologici; le derivazioni extra- ed intracellulari; il voltage clamp e il
patch clamp. Richiami sulle proprietà elettriche della membrana: equazione di Nernst, proprietà
elettriche passive della membrana, la genesi del potenziale di membrana, il potenziale d’azione. La
biofisica classica dell’assone gigante secondo il modello di Hodgkin e Huxley. Parametri biofisici
delle correnti e delle conduttanze ioniche macroscopiche del Na+, del K+, del Ca2+. Il patch clamp e
l’analisi delle correnti ioniche di singolo canale; parametri biofisici degli eventi di singolo canale.
Ruoli fisiologici di canali ionici elettrofisiologicamente identificati. Modulazione dei canali ionici.
NEUROANATOMIA UMANA
L’insegnamento offre una trattazione approfondita dell’anatomia macroscopica del sistema
nervoso centrale, dell’organizzazione anatomofunzionale delle vie e dei centri nervosi, dei circuiti
associativi e proiettivi, e dell’organizzazione citoarchitettonica delle formazioni grigie. Vengono
inoltre trattati gli organi di senso e viene presentata l’organizzazione generale del sistema nervoso
periferico. Vengono in particolare affrontati i seguenti capitoli: 1) La struttura e l’organizzazione
dei nervi periferici. 2) Il midollo spinale: struttura della sostanza grigia, le vie della sostanza bianca.
3) Il tronco encefalico: i nuclei dei nervi encefalici, i nuclei propri, le vie proiettive. La lamina
quadrigemina. 4) Il cervelletto: struttura, citoarchitettonica, connessioni. 5) L’ipotalamo
p. 64
(suddivisione e nuclei). 6) Il subtalamo (formazioni grige e bianche). I gangli della base; i circuiti
extrapiramidali di controllo del movimento. 7) Il talamo e il metatalamo. 8) La corteccia:
citoarchitettonica, vie associative e proiettive. Organizzazione della sostanza bianca emisferica. 9) Il
sistema limbico; il rinencefalo. 10) Organizzazione generale del sistema nervoso periferico. 11) Gli
organi di senso come strutture essenziali per il mantenimento dell'omeostasi e quindi per la
sopravvivenza: saranno trattati i recettori della sensibilità generale e gli organi speciali di senso con
riferimenti agli aspetti comparati ed evolutivi.
NEUROCITOLOGIA E NEUROCHIMICA
L’obiettivo del corso è illustrare gli aspetti morfologici e morfofunzionali dell’organizzazione
dei neuroni e del tessuto nervoso (specializzazioni morfofunzionali dei tipi cellulari reperibili nel
sistema nervoso; infrastrutture cellulari e relativi correlati molecolari; organizzazione
citoarchitettonica del sistema nervoso); nonché le basi biochimiche e biomolecolari di importanti
funzioni fisiologiche e processi patologici aventi luogo a livello cellulare nel sistema nervoso
centrale. Il corso si articola in due moduli, i cui contenuti specifici sono descritti di seguito.
Mod. Neurocitologia e Neuroistologia: 1) tipi di neuroni, morfologia. Gli organuli del soma e la
loro funzione. I prolungamenti citoplasmatici. I bottoni terminali e le sinapsi elettriche e chimiche.
Il trasporto assonale. 2) Le cellule gliali. Astrociti: tipi e principali funzioni, meccanismi molecolari
coinvolti nella migrazione neuronale guidata dalla glia radiale, formazione della barriera
ematoencefalica, controllo della trasmissione sinaptica, regolazione della sinaptogenesi,
generazione di nuovi neuroni. Oligodendrociti: tipi e funzioni. Formazione delle guaine mieliniche.
Cellule NG2: morfologia, tipi e funzioni. Microglia: istogenesi. 3) Il sistema delle meningi e dei
plessi coroidei. 4) Organizzazione dei neuroni e delle cellule gliali nella formazione del tessuto
nervoso. Esempi di citoarchitettura in aree specifiche del sistema nervoso centrale.
Mod. Neurochimica : 1) i sistemi neurotrasmettitoriali (sintesi, metabolismo e sistemi
degradativi, recettori); 2) la barriera ematoencefalica (aspetti funzionali); 2) metabolismo
energetico, velocità di consumo metabolico dell’ossigeno e del glucosio ed attività mitocondriale; 4)
meccanismi molecolari di neurodegenerazione; invecchiamento e neurodegenerazione.
NEUROFARMACOLOGIA MOLECOLARE
L’insegnamento esamina le basi molecolari dell’azione dei farmaci neurotropi e le proprietà
farmacologiche e funzionali dei rispettivi target. Vengono in particolare trattati i seguenti aspetti: 1)
molecole ingegnerizzate e “delivery” di farmaci al sistema nervoso centrale. 2) Farmaci attivi su
recettori per i neurotrasmettitori. Farmacologia del nitrossido. Farmacologia dei canali ionici. 3)
Basi molecolari dell’utilizzo di farmaci nelle malattie neurodegenerative acute e croniche (ischemia,
ipossia, epilessia, disordini neurodegenerativi).
NEUROFISIOLOGIA CELLULARE
L’insegnamento analizza gli aspetti fenomenologici e biofisici ed i meccanismi molecolari dei
processi fisiologici che, realizzandosi nella membrana cellulare o nel citoplasma, sottendono, a
livello cellulare, le funzioni di comunicazione e di elaborazione delle informazioni tipiche nei
neuroni e di altri tipi cellulari di interesse neurofisiologico. Il corso si articola in due moduli, i cui
contenuti specifici sono descritti di seguito.
Mod. Fisiologia del neurone: 1) la fisiologia della trasmissione sinaptica. Sinapsi chimiche.
Meccanismi postsinaptici: potenziali e correnti sinaptiche; recettori sinaptici. Meccanismi
presinaptici: il rilascio quantale. Basi molecolari del rilascio delle vescicole sinaptiche. Sinapsi
chimiche: la fisiologia delle gap junction. Trasmissione sinaptica rapida e lenta. L’integrazione
sinaptica. La plasticità sinaptica: LTP e LTD. Basi molecolari dei processi di plasticità. 2)
L’encoding neuronale. Le conduttanze ioniche implicate nella determinazione delle proprietà di
scarica. Modalità di scarica e loro modulazione. Attività sotto soglia. Meccanismi di plasticità non
sinaptica. 3) Ruoli del calcio nella regolazione delle funzioni neuronali.
Mod. Fisiologia dei recettori sensoriali: fisiologia cellulare delle funzioni sensitive e sensoriali.
I recettori sensoriali. I fotorecettori. Le cellule ciliate. L’epitelio olfattivo.
p. 65
NEUROFISIOLOGIA DEI SISTEMI INTEGRATI
L’obiettivo del corso è offrire un quadro dettagliato delle basi fisiologiche delle funzioni
sensitive, sensoriali, motorie ed associative svolte del sistema nervoso centrale. Il corso si articola in
due moduli, dei quali il primo fornisce una trattazione neurofisiologica classica, mentre il secondo
intende far emergere come le informazioni sperimentali sul funzionamento del sistema nervoso, ai
suoi vari livelli, concorrano a definire le moderne teorie e i modelli relativi alle funzioni neurali.
Mod. Fisiologia del sistema nervoso. Vengono illustrati le vie, i circuiti ed i centri nervosi
implicati nelle diverse funzioni neurali; i sottostanti quadri di attività neuronale; e le informazioni
fornite dalle lesioni di specifiche aree del sistema nervoso centrale circa il loro ruolo in specifiche
funzioni. Vengono in particolare affrontati i seguenti temi: 1) i riflessi spinali. Organizzazione
funzionale del pool motoneuronale. 2) Il controllo sovraspinale del movimento e della postura. Il
ruolo del tronco encefalico, le vie extrapiramidali. Il sistema vestibolare. 3) Il controllo soprassiale
del movimento e della postura. Le funzioni motorie della corteccia cerebrale. I gangli della base. Il
cervelletto. I disordini del movimento (degenerazioni motoneuronali; sindrome piramidale,
spasticità; sindromi extrapiramidali; atassie). 4) La sensibilità generale: modalità e proprietà
fondamentali. Sensibilità somatica: vie ed elaborazione centrali. Il dolore. Le patologie delle vie
centrali della sensibilità e il dolore neurogeno. 5) Le sensibilità specifiche: vie e integrazione
centrali. 6) Organizzazione e funzioni della corteccia.
Mod. Teorie funzionali del sistema nervoso. Il corso tratta la rappresentazione formale dei
sistemi neuronali e sinaptici, approdando alla trattazione delle reti neuronali e delle funzioni
integrative del sistema nervoso, con un approccio complementare allo studio sperimentale. Gli
specifici temi affrontati sono: 1) livelli funzionali ed organizzativi (struttura, funzione, dinamica)
del sistema nervoso: dai recettori sensoriali alla percezione; 2) informazione (teoremi di Bayes,
Shannon, Hebb); 3) modelli di canali ionici e correnti di membrana; 4) modelli di neuroni e sinapsi;
5) modelli di reti neuronale; 6) modelli di funzioni integrate; 7) rivisitazione delle funzioni superiori
e del problema della percezione e della coscienza.
NEUROGENESI E NEUROMORFOLOGIA COMPARATA
Mod. Neurogenesi e neuromorfologia comparata. L’obiettivo dell’insegnamento è offrire una
trattazione approfondita della morfogenesi e dei processi che caratterizzano lo sviluppo del sistema
nervoso centrale. Viene fornita, in chiave evolutiva e filogenetica, una visione completa e organica
del sistema nervoso dei vertebrati e anche di invertebrati che sono utilizzati come modelli
neurobiologici nella ricerca. Vengono in particolare affrontati i seguenti temi: 1) Ontogenesi del
SNC nei vertebrati: aspetti morfologici e molecolari. Induzione e formazione del tubo neurale;
vescicole encefaliche; rombomeri. Neurogenesi nella parete ventricolare dell’encefalo:
proliferazione, migrazione e differenziamento. Sviluppo delle aree corticali. Genesi delle
connessioni ed eliminazione di cellule e sinapsi; definizione dei circuiti neurali. 2) Neurogenesi
nell’adulto e cellule staminali: aree neurogeniche e marcatori molecolari. 3) Evoluzione del SNC nei
vertebrati: anatomia, citoarchitettura e aspetti funzionali, con particolare attenzione alle
modificazioni di archi-, paleo-, neo-corteccia cerebrale e cerebellare e alla evoluzione dei macro e
microcircuiti encefalici. 4) Livelli organizzativi del sistema nervoso negli invertebrati: struttura e
citoarchitettura del cervello in Molluschi, Anellidi e Artropodi. Vengono inoltre svolti seminari su
temi di ricerca inerenti agli argomenti trattati.1) sviluppo e neurogenesi; neurogenesi nell’adulto.
Mod. Metodi neurocitochimici. Il corso intende illustrare le principali tecniche cellulari,
morfologiche e morfofunzionali applicabili in ambito neurobiologico, e viene svolto in prevalenza
con dimostrazioni in laboratorio. In particolare, vengono trattate le seguenti metodologie: 1)
tecniche cellulari di interesse neurobiologico: colture di linee cellulari (tumori di origine gliale e
neuroblastomi); 2) tecniche microscopiche avanzate (microscopia in fluorescenza, microscopia
confocale, microscopia elettronica); 3) tecniche immunocitochimiche biomolecolari su cellule e
tessuto nervoso.
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NEUROGENETICA E NEUROIMMUNOLOGIA
L’obiettivo di questo corso è fornire un quadro di due aspetti biologici fondamentali che
condizionano in modo importante la genesi e/o l’evoluzione di diverse malattie del sistema nervoso,
cioè il substrato genetico da un lato e i processi neuroimmunologici dall’altro.
Mod. Neurogenetica. Viene fornita una trattazione monografica delle basi genetiche di alcune
importanti patologie neurologiche e psichiatriche, così facendo emergere l’importanza del
determinante genetico nello sviluppo e nella funzione del sistema nervoso centrale. Saranno
considerate in particolare patologie neurologiche quali l'epilessia, il ritardo mentale, le distrofie
muscolari e le neuropatie periferiche. Saranno inoltre descritti quei disturbi del comportamento per i
quali si ipotizza un sempre maggiore contributo apportato da anomalie del patrimonio genetico
dell'individuo, quali l'autismo, il deficit di attenzione o l'iperattività, l'ansietà e la depressione.
Saranno infine analizzate altre neuropatologie emergenti a chiara penetranza familiare quali le
malattie prioniche (encefalopatie spongiformi trasmissibili).
Mod. Neuroimmunologia. L’insegnamento intende offrire un’approfondita trattazione del ruolo
del sistema immunitario nei processi infiammatori e nelle malattie neurodegenerative del sistema
nervoso centrale. Vengono in particolare affrontati i seguenti argomenti: 1) interazioni tra cellule
del sistema immunitario e cellule target in modelli sperimentali “in vitro” e in “ex-vivo”; 2) il
concetto di immunoprivilegio del SNC; 3) molecole neuroregolatrici e neuroimmunomodulatorie
quali citochine, chemochine e molecole di adesione; 3) ruolo delle cellule killer nelle infezioni del
SNC; 4) meccanismi di “tumor escape”; 5) sindromi paraneoplastiche.
Testo consigliato: Abul K.ABBAS, Andrei H.Lichtmann. FONDAMENTI DI
IMMUNOLOGIA.FUNZIONI E ALTERAZIONI DEL SISTEMA IMMUNITARIO. Ed PICCIN
NEUROPATOLOGIA
Il corso intende offrire un quadro delle principali patologie neurologiche dell’uomo. Da un lato,
le caratteristiche cliniche, semeiologiche e sintomatologiche delle malattie del sistema nervoso
vengono presentate in forma sommaria ma in modo integrato con le nozioni sui substrati
neuroanatomici delle funzioni nervose fornite nel corso di Neurofisiologia dei sistemi integrati.
Dall’altro, le basi neurobiologiche dei processi patogenetici responsabili dell’insorgenza e della
progressione di tali patologie vengono illustrate in maggior dettaglio. Il corso è articolato in due
moduli da 3 CFU ciascuno, fra i quali viene distribuita la trattazione delle seguenti tematiche: 1)
cenni sulla semeiologia della sensibilità, della motilità, dei nervi encefalici, delle funzioni
vegetative; 2) patologie del midollo spinale; 3) malattie demielinizzanti (compresa la sclerosi
multipla); 4) malattie del motoneurone (compresa la SLA); 5) morbo di Parkinson e altre sindromi
extrapiramidali; 6) demenze (comprese la malattia di Alzheimer e le malattie prioniche); 7)
patologie cerebrali vascolari; 8) l’epilessia; 9) tumori cerebrali.
NEUROPSICOFARMACOLOGIA
Gli argomenti trattati riguardano lo studio dei princìpi di base relativi alla caratterizzazione degli
effetti delle interazioni specifiche dei farmaci con i neurotrasmettitori e neuromodulatori e con i
sistemi di trasduzione intra-cellulare correlati alle Patologie del Sistema Nervoso Centrale. Il Corso
prevede la trattazione dei meccanismi molecolari Fisiopatologici e Fisiopatogenetici in rapporto alla
Fisiopatologia Umana delle principali malattie (secondo la World Health Organization) del Sistema
Nervoso Centrale, sia di interesse Neurologico, sia di interesse Psichiatrico. In particolare, sono
trattati i princìpi terapeutici fondamentali per l'utilizzazione dei farmaci per la Terapia dell’ictus
cerebri, delle Demenze, del Morbo di Parkinson, della Schizofrenia, delle Depressioni, degli stati
d’Ansia delle Epilessie e di altre Malattie, nella prospettiva del loro uso in campo ClinicoTerapeutico.
Testi consigliati:
Villa, R.F. & Gorini, A. Principi di Farmacologia, Edizioni La Goliardica Pavese.
Golan D.S. et. al., Principi di Farmacologia, Casa Editrice Ambrosiana
p. 67
ALTRE CONOSCENZE
una comunicazione ed una lezione.
Attività formative eventualmente consigliate per CFU a libera scelta
p. 68
FAQ
(FREQUENTLY ASKED QUESTIONS)
1) Dove registro l'attività libera
I registri per l'attività libera sono presso la Segreteria del Dip. di Fisiologia, sez. Fisiologia
Generale.
2) Dove registro l'internato di tesi?
Il docente responsabile dell'internato di tesi firma una dichiarazione, su carta intestata del
Dipartimento, attestante che lo studente ha frequentato l'internato di tesi, acquisendo un numero
X di CFU. La dichiarazione va consegnata agli Uffici.
3) Chi può essere relatore di tesi?
Tutti possono essere relatori di tesi. Se il relatore non appartiene al CD di Scienze Biologiche, la
tesi deve essere presentata anche da un correlatore appartenente al CD di Scienze Biologiche.
4) E' possibile effettuare la tesi di Laurea presso una struttura esterna all'Università di
Pavia?
Sì. E' tuttavia necessario che il correlatore compili un apposito modulo (modulo tesi presso
struttura esterna, reperibile nel sito del Prof. Tanzi).
5) Quando scelgo il curriculum, detto anche percorso od indirizzo?
Quando si compila il piano di studi.
6) Dove posso fare il tirocinio?
Dovrebbe essere fatto presso strutture esterne. Deve essere compilato un modulo da presentarsi
alla prof.ssa Pastoris e poi agli Uffici 15 giorni prima dell'inizio del tirocinio (modulo tirocinio,
reperibile nel sito del Prof. Tanzi).
p. 69

2012/2013 - Dipartimento Biologia e Biotecnologie

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